Page 100 - 《橡塑技术与装备》2023年2期

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

塑料超声波焊接技术的研究分析

张想，谭伟超，石绍伟
( 江门职业技术学院，广东 江门 529030)

摘要 ： 塑料越来越多的应用在机械制造业中，塑料超声波焊接技术以其高效、优质、美观、节能等优越性脱颖而出。但是在
实际焊接工作中，影响焊接效果的工艺参数因素较多，使得焊接缺陷经常出现。因此，对塑料超声波焊接的影响因素进行研究分析，
指出未来的研究方向。
关键词 ： 超声波 ；焊接技术 ；原理
中图分类号 ： TQ320.674 文章编号 ： 1009-797X(2023)02-0046-03
文献标识码 ： B DOI:10.13520/j.cnki.rpte.2023.02.011

0 前言 过超声振动的焊接头将能量聚焦在焊接件，使得接触
机械制造业在许多国家特别是发达国家的国民经 面分子在热力耦合作用下快速融合的固接方法 [3] ，与
济中占有非常重要的地位，是国民经济的支柱产业。 传统固接方式相比，采用超声波焊接，焊接时间短、
目前，随着中国制造 2025 的不断推进，社会对机械 焊接强度高、表面无损坏、易实现自动化等优点，被
制造提出了新要求 ：安全、节能、环保。“ 以塑代钢 ” 广泛用于同种材料或不同材料之间的连接。
逐渐成为机械制造业发展的趋势，塑料在结构材料中
所占比例逐年增加。特别是在汽车行业中，无论是内
饰、外饰还是功能件，塑料是应用最广泛的轻质材料
[1]
。目前使用量最大的塑料有 PP（聚丙烯）、PVC（聚
氯乙烯）、ABS（丙烯腈 - 丁二烯 - 苯乙烯共聚物）、
PA（尼龙）和 PE（聚乙烯）。随着现代化塑料工业的
发展，高性能的工程塑料也越来越多的在机械制造业
应用。
然而，由于注塑工艺等因素的限制，一些复杂形
状的制品不能直接注塑成型，需要黏结在一起，而传
统的塑料黏结和热和工艺不仅效率低，而且黏结剂还
有一定的毒性。于是，塑料超声波焊接以高效、优质、
美观、节能等优越性脱颖而出。
图 1 超声波焊接原理

1 塑料超声波焊接原理 虽然塑料超声波焊接有明显的优势，但是在实际
塑料超声波焊接原理如图 1 所示 [2] ，超声波发生 焊接工作中，影响焊接效果的工艺参数因素较多，比
器产生超声波，传递至换能器，换能器将电振动转化 如振幅、焊接时间、焊接压力、工件材料等等，而且
为机械振动，机械振动传递至变幅器，将振动振幅放 相关研究总结较少。这使得焊接缺陷经常出现，也因
大，传递至焊头，最终高频振动波由焊头传递到两个 此限制了塑料超声波焊接的广泛应用。
需焊接的物体表面。同时压力机提供垂直振动单元工
作过程的压力，在加压情况下，两个物体表面相互摩 作者简介 ：张想（1990-），硕士，主要从事机电一体化方
面研究工作。
擦而形成分子之间的熔合。塑料超声波焊接时一种通
收稿日期 ：2022-11-30
2
·46· 第 49 卷 第 期