Page 46 - 《橡塑技术与装备》2019年16期（8月下半月塑料）

橡塑技术与装备（塑料） CHINA RUBBER/PLASTICS TECHNOLOGY AND EQUIPMENT (PLASTICS)

塑料超声波点焊技术

张胜玉
( 上海市安装工程集团有限公司，上海 200080)

摘要 ： 超声波点焊是一种在局部位置连接不带成型孔或导能筋的两热塑性塑料工件的装配方法。超声波点焊产生强固的结构
焊缝，适用于大型零件、热塑性挤塑板或铸塑板、热塑性塑料波纹板及有复杂几何形状和难以接近结合面的工件。本文对超声波
点焊原理及机理、点焊适应性、点焊变种、工艺参数、设备要求、特点、应用进行了论述。
关键词 ： 超声波点焊 ；焊头 ；导向端 ；径向谐振腔 ；防揭密封
中图分类号 ： TQ320.674 文章编号 ： 1009-797X(2019)16-0024-04
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2019.16.006

0 前言 常用热塑性塑料的超声波点焊相对难易程度。
超声波点焊通过小范围的局部焊缝经常用于连接 表 1 常用热塑性塑料超声波点焊难易程度
大型金属板件。超声波点焊塑料大致与此相同。同其 材料 超声波点焊
难易程度
他超声波装配方法相比，超声波点焊塑料零件并不需 ABS 最容易
ABS/ 聚碳酸酯合金 容易
要成型孔或导能筋。 丙烯酸 容易
非 丙烯酸类多元聚合物 容易
结 丁苯 容易
1 超声波点焊原理及机理 晶 苯撑氧化物基树脂 容易
如图 1 所示，超声波点焊的基本原理是超声波焊 性 聚碳酸酯 容易
聚苯乙烯（通用） 困难
头配备导向端头将能量导入上板局部点。端头熔透上 塑 聚苯乙烯（橡胶改性） 最容易
料 聚砜 困难
板并进入下板至大约上板一半厚度的位置。一些移位
聚氯乙烯（硬质） 中等
熔融塑料被导向端头上的凹口成型为环形圈。同时能 SAN-NAS-ASA 中等
Xenoy（聚对苯二甲酸丁二醇酯 / 聚碳酸酯合金） 容易
量消耗在两板之间的界面处，造成进一步的熔化。一 乙缩醛 困难
些上板熔融材料被带入下板，在下板处产生黏合形成 半 纤维素塑料 最难
结 尼龙 困难
点焊缝。点焊缝下部保持平滑。 聚乙烯 中等
晶
超声波点焊机理是超声波振动过程中，点焊端头 性 聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET) 中等
聚对苯二甲酸丁二醇酯 (PBT) 中等
导向部分穿透上部零件。移位的熔融塑料在端头的径 塑 聚甲基戊烯 中等
料 聚苯硫醚 困难
向谐振腔中成型并在工件表面形成整洁的突起环。与
聚丙烯 最容易
此同时，能量在产生摩擦热的界面处得以释放。当端
头插入下段时，两表面之间的移位熔融塑料流入周围 3 超声波点焊变种
的界面区域并形成永久性的分子键。 （1）倒置点焊（inverse spot welding）
倒置点焊时，夹具安装有点焊端头，平底杆状焊
头接触零件外部。可用于零件外形使普通的点焊行不
通或需要盲区 (blind spot) 的场合。这种方法能够在内

作者简介 ：张胜玉（1970-），男，高级工程师，工学学士。
已发表论文 10 余篇，其中《塑料激光焊接》在第三届华中地区
图 1 超声波点焊原理简图
科学技术推广大会荣获二等奖，《搅动摩擦焊原理及应用》被中
国高科技产业化研究会评为一等奖。主要从事 ：塑料及复合材
2 各种塑料的超声波点焊适应性 料焊接，焊接新技术、新工艺研究工作。
大多数热塑性塑料可以超声波点焊。表 1 给出了 收稿日期 ：2019-03-22

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