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1、我们知道正确的波的物理定义是：振动在物体中的传递形成波。这样波的形成必须有两个条件：一是振动源，二是传播介质。波的分类一般有如下几种：一是根据振动方向和传播方向来分类。当振动方向与传播方向垂直时，称为横波。当振动方向与传播方向一致时，称为纵波。二是根据频率分类，我们知道人耳敏感的听觉范围是20HZ-20000HZ，所以在这个范围之内的波叫做声波。低于这个范围的波叫做次声波，超过这个范围的波叫超声波。 波在物体里传播，主要有以下的参数：一是速度V，二是频率F，三是波长。三者之间的关系如下：V=F.。波在同一种物质中传播的速度是一定的，所以频率不同，波长也就不同。另外，还需要考虑的一点就是波在物体
2、里传播始终都存在着衰减，传播的距离越远，能量衰减也就越厉害，这在超声波加工中也属于考虑范围。 1、 超声波在塑料加工中的应用原理： 塑料加工中所用的超声波，现有的几种工作频率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙，在加压的情况下，使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击产生融化，使接触位塑料熔合，达到加工目的。 2、 超声波焊机的组成部分和原理 超声波焊接机主要由如下几个部分组成：发生器、气动部分、程序控制部分，换能器部分。 发生器主要作用是将工频50HZ的电源利用电子线路转化成高频（例如20KHZ）的高压电波。 气动部分主要
3、作用是在加工过程中完成加压、保压等压力工作需要。 程序控制部分控制整部机器的工作流程，做到一致的加工效果。 换能器部分是将发生器产生的高压电波转换成机械振动，经过传递、放大、达到加工表面。 现在国内应用较多的发生器一般有两种：一种是以美国BRANSON公司为代表，所采用的桥式功放电路，保护电路采用相位保护，工作频率一般为20KHZ。其优点是电转换效率高，缺点是频率调节电感调节范围窄，频率跟踪性能较差。另一个缺点是功率不可能做得很大，最大也就是3KW左右；另一种是台湾型机器，普遍采用B类功放、过流保护、桥式反馈。优点是功率可以做得较大（如4.2KW），频率跟踪性能好，大功率情况下一般采用15KH
4、Z的工作频率。缺点是电转化效率较低，15KHZ的工作频率是人耳所能听到的，反映出噪声较大；另外还有瑞士、德国、日本的采用频率自动跟踪技术的机器。因其价格较高 ，国内并不常见。 换能器部分由三部分组成：换能器（TRANSDUCER）；增幅器（又称二级杆、变幅杆，BOOSTER）；焊头（又称焊模，HORN或SONTRODE）。 换能器(TRANSDUCER)：换能器的作用是将电信号转换成机械振动信号。将电信号转换成机械振动信号有两种物理效应可以应用。A：磁致伸缩效应。B：压电效应的反效应。磁致伸缩效应在早期的超声波应用中较常使用，其优点是可做的功率容量大；缺点是转化效率低，制作难度大，难于大批量工
5、业生产。自从朗之万压电陶瓷换能器的发明，使压电效应反效应的应用得以广泛采纳。压电陶瓷换能器具有转换效率高，大批量生产等优点，缺点是制作的功率容量偏小。现有的超声波机器一般都采用压电陶瓷换能器。压电陶瓷换能器是用两个金属的前后负载块将压电陶瓷夹在中间，通过螺杆紧密连接而制成的。通常的换能器输出的振幅为10m左右。 变幅杆（BOOSTER）：变幅杆本身就是一条金属柱，通过形状的设计，可以将换能器传递过来的振幅进行放大，达到加工塑料件所需能量振幅，相当于加热的温度，如我们常用的ABS、AS塑料所需的加工振幅为20m左右；尼龙、聚丙稀所需的加工振幅为50m左右。 焊头（HORN）：焊头的作用是对于特定
6、的塑料件制作，符合塑料件的形状、加工范围等要求。 换能器、变幅杆、焊头均设计为所工作的超声频率的半波长，所以它们的尺寸和形状均要经过特别的设计；任何的改动均可能引致频率、加工效果的改变，它们需专业制作。耐用根据所采用的材料不同，尺寸也会有所不同。适合做超声波的换能器、变幅杆和焊头的材料有：钛合金、铝合金、合金钢等。由于超声波是不停地以20KHZ左右高频振动的，所以材料的要求非常高，并不是普通的材料所能承受的。 4、超声波焊接机的参数及调节方法： 一般的超声波焊接机上有如下的参数是可以调节的： A：超声波发生器上的调谐旋钮：这是超声波焊机最关键的一个调节旋钮。其调节目的是使超声波发生器所发出的高
7、压电信号频率同换能器部分的机械谐振频率一致。方法是轻触测试开关、左右设防该旋钮，使负载指示的电流为最小，即可完成调谐步骤。 B：振幅档：此旋钮有些机种上没有这个旋钮，其功能是通过调节发生器的输出电压，达到高速输出振幅的目的。 C：气动部分：包括调速器、气压调节旋钮。调速器用于调节气缸的上、下速度。气压调节旋钮调节工作气压。 D：熔接时间（WELD TIME）：用于调节超声波发射的时间，一般的塑料件熔接时间为0.6S以下，通常超过1.5S熔接时间均可视作失败熔接（可视作振幅不够，或设计不合理）。 E：保压时间（HOLD TIME）：保压时间相当于加工塑料件之后的固化时间，通常如果塑料件的固定位设
8、置得好，此时间可不用考虑，如果塑料件内部有弹簧等部件，该时间应相应调长。 F：触发调节：触发调节有两种方式，一种是延时触发。这种调节一般指示为延迟时间（DELAY TIME）。其所指为从触发机器开始到超声波发射为止的时间。通过调节，可实现先发射超声波再熔接，或先压紧塑料件再触发超声波。另一种是压力触发。这种触发方式常见于美国BRANSON 8400和8700形式的超声波焊接机中，其原理是调节压紧塑料件的力度来触发超声波。对于较大的塑料件，为防止起振失败，多采用先触发超声波再熔接，或以较小的触发力度 调试方法一、超音波熔接后，移位了怎么办？解决方法1.降低熔接压力。2.底模加高，使其超过熔接线
9、2mm 以上。3.使用超音波传导熔接。4.上模（HRON）压到产品才发振。5.修改塑料产品，增强定位。二、超音波熔接后，产生伤痕（断、震裂、烫伤）怎么办？解决方法1.降低压力。2.减少延迟时间（提早发振）。3.减少熔接时间。4.引用介质覆盖（如袋）。5.模治具表面处理（硬化或镀铬）。6.机台段数降低或减少上模扩大比。7.易震裂或断之产品，治具宜制成缓冲，如软性树脂或覆盖软木塞等（此项指不影响熔接强度）。8.易断裂产品于直角处加角。三、超音波熔接后，发现变形扭曲怎么办？解决方法1.降低压力（压力最好在 2kg 以下）。2.减少超音波熔接时间（降低强度标准）。3.增加硬化时间（至少 0.8 秒以上
10、）。4.分析超音波上下模是否可局部调整（非必要时）。5.分析产品变形主因，予以改善。四、超音波熔接后，内部零件破坏怎么办？解决方法1.提早超音波发振时间（避免接触发振）。2.降低压力、减少超音波熔接时间（降低强度标准）。3.减少机台功率段数或小功率机台。4.降低超音波模具扩大比。5.底模受力处垫缓冲橡胶。6.底模与制品避免悬空或间隙。7.HORN（上模）逃孔后重测频率。8.上模逃孔后贴上富弹性材料（如硅利康）。五、超音波熔接后，产品发现毛边或溢料怎么办？解决方法1.降低压力、减少超音波熔接时间（降低强度标准）。2.减少机台功率段数或小功率机台。3.降低超音波模具扩大比。4.使用超音波机台微调定
11、位固定。5.修改超音波导熔线。六、超音波熔接后，发现产品尺寸不稳定怎么办？对策1.增加熔接安全系数（依序由熔接时间、压力、功率）。2.启用微调固定螺丝（应可控制到 0.02mm）。3.检查超音波上模输出能量是否足够（不足时增加段数）。4.检查治具定位与产品承受力是否稳合。5.修改超音波导熔线。七、超音波熔接后时，总是单边烫伤怎么办？解析超音波振动熔接，并非单纯直线纵向振动（挠曲与横向振动不在此讨论），而是形成交叉式纵向下降振动，而上模超音波输出端能量亦是有一定的强弱分布点，气压、电压、机台虽决定功率输出能量的稳定性，但能量分布点亦呈现比例性增减，如果发现超音波熔接时制品总是单点烫伤，即表示上模该点输出能量与产品该点形成应力对应，此时若改变超音波振动面的接触点，将可改善热能集束产生的烫伤。解决方法1.本方法仅适用平面上模。2.模具表面处理（镀铬或硬化阳极）仍无效。3.覆盖塑料袋仍无效。4.上模旋转 180 度。
