摘 要：超声波焊接是利用超声波震动摩擦生热的原理，将两个塑料工件压紧在一起，其中一件固定不动，另一件作直线往复运动，从而产生摩擦热，使两件塑料件的熔接线熔化、固接，以致在压力下结为整体的一种焊接法。超声波焊接可保证产品焊接的牢靠、性能保证、外观效果及客户的满意度。
　　关键词：震动摩擦；原理；方法；应用
　　超声波塑料焊接的原理，超声波作用于热塑性的塑料接触面时，会产生每秒几万次的高频振动，这种达到一定振幅的高频振动，通过上焊件把超声能量传送到焊区，由于焊区即两个焊接的交界面处声阻大，因此会产生局部高温。又由于塑料导热性差，一时间还不能及时散发，聚集在焊区，致使两个塑料的接触面迅速熔化，加上一定压力后，使其融合成一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟，使其凝固成型，这样就形成一个坚固的分子链，达到焊接的目的，焊接强度能接近于原材料强度。超声波塑料焊接的好坏取决于换能器焊头的振幅，所加压力及焊接时间等三个因素，焊接时间和焊头压力是可以调节的，振幅由换能器和变幅杆决定。这三个量相互作用有个适宜值，能量超过适宜值时，塑料的熔解量就大，焊接物易变形；若能量小，则不易焊牢，所加的压力也不能太大。这个最佳压力是焊接部分的边长与边缘每1mm的最佳压力之积。
　　超声波焊接热塑性制件的最普通的方法是超声波焊接。这种方法是采用低振幅，高频率（超声波）振动能量使表面和分子摩擦产生焊接相连热塑性制件所需的热量。（正弦超声波振动）超声波焊接在20-50kHz的频率范围内发生，其一般振幅范围为15-60um。在低达15kHz（较高振幅）的声频有时用于较大制件或较软材料。焊接过程通常在0.5-1.5s内发生。焊接工艺变量包括焊接时间，焊头位置和焊接压力。超声波焊接设备通常用来焊接中，小尺寸的热塑性塑料制件，而很大的制件可用多点焊接。超声波焊接方法可根据焊接时间或焊缝位置（塌陷距离）或焊接能量控制。也对焊接压力和冷却时间提供附加控制。超声波焊接设备一般不是在20kHz就是在40kHz频率下运行，20kHz装置更常用。热塑性塑料在超声波振动作用下，由于表面分子间摩擦生热而使两块塑料熔接在一起的焊接方法。热塑性塑料焊接时，舌榫的设计保证在焊接周期中对位方便。焊线设计纤细，但必须有足够的可熔化材料令焊接面熔合。具体设计方式要视乎应用在焊接何种工件设备中。焊接压力、震幅等参数可调，保证焊头能接触到焊接面并施压，下工件为接受压力部份，置于底模中不动。焊头因产生超声波高频，令上工件生热震动，因而能与下工件熔合，焊头停止震动后，压力保持，令熔解位置冷却成型。整个焊接时间大多为少于一秒。
　　超音波焊接在塑料制品中的熔焊应用方法：（1）熔接法：以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块塑胶的接合面产生摩擦热而瞬间熔融接合，焊接强度可与本体媲美，采用合适的工件和合理的接口设计，可达到水密及气密，并免除采用辅助品所带来的不便，实现高效清洁的熔接。（2）铆焊法：将超音波超高频率振动的焊头，压着塑胶品突出的梢头，使其瞬间发热融成为铆钉形状，使不同材质的材料机械铆合在一起。（3）埋植：藉着焊头之传道及适当之压力，瞬间将金属零件（如螺母、螺杆等）挤入预留入塑胶孔内，固定在一定深度，完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度，可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。（4）成型：本方法与铆焊法类似，将凹状的焊头压着于塑胶品外圈，焊头发出超音波超高频振动后将塑胶溶融成形而包覆于金属物件使其固定，且外观光滑美观、此方法多使用在电子类、喇叭之固定成形，及化妆品类之镜片固定等。（5）点焊：将二片塑胶分点熔接无需预先设计焊线，达到熔接目的。对比较大型工件，不易设计焊线的工件进行分点焊接，而达到熔接效果，可同时点焊多点。（6）切割封口：运用超音波瞬间发振工作原理，对化纤织物进行切割，其优点切口光洁不开裂、不拉丝。
　　超声波塑料焊接优点：焊接速度快，焊接强度高、密封性好；取代传统的焊接/粘接工艺，成本低廉，清洁无污染且不会损伤工件；焊接过程稳定，所有焊接参数均可通过软件系统进行跟踪监控。
　　现代超声波焊接技术在塑料中适用的产品，针对所有的应用市场，超音波焊接其特有的优点——快捷、高效、清洁和牢固，赢得了各行各业的认可。（1）汽车：（交通业）超音波可通过计算机程序控制来实施对大件和不规则工件的焊接如：保险杠、前后门、灯具、刹车灯等。随着高等级道路的发展，反光片也越来越多的采用超音波焊接。（2）家电：手提日光灯罩，蒸气熨门、电视机外壳、收录、音机透明面板、电源整流器、电视机壳螺丝固定座、减蚊灯壳、洗衣机脱水槽等需要密封、牢固和美观的家电产品。（3）包装：软管的封口，特殊打包带的连接。