超声波焊接机振幅的大小对制品的影响

超声波焊接机振幅的大小对制品的影响

超声波焊接机主要的参数包括振幅、焊（熔）接时间、静压力以及功率和频率这几项，这些参数的设置对于焊接效

果起着非常大决定作用，直接影响到焊接的好坏，今天就来为大家介绍各振幅对于超声波焊接机焊接的影响。

超声波焊接时，功率的选择主要取决于焊件的厚度和材料的硬度，由于在实际应用中超声波功率的测量尚有困难，

因此常常用振幅来表示功率的大小，超声波功率与振幅的关系可由下式确定： P＝μSFυ＝μSF2Aω/π＝4μSFA?

（1）式中 P——超声波功率； F——静压力； S——焊点面积； υ——相对速度； A——振幅； μ——摩擦系

数； ω——角频率（ω＝2π?）； ?——振动频率。超声波焊接时，振幅的选取范围为5～25μm，当换能器材料

、结构及其功率选定后，振幅值大小还与聚能器的放大系数有关。通常在确定上述各种焊接参数的相互影响时，可

以通过绘制临界曲线的方法来达到，一般选用最小可用功率时的静压力和比最小可用功率稍高一点的功率值进行实

际焊接。上述几个焊接参数之间并不是孤立的，而是相互影响、相互关联，应统筹考虑。例如，塑料的超声波焊接

时，接头质量的好坏取决于换能器的振幅、静压力及焊接时间等因素的相互配合。焊接时间t和焊头静压力F是可以

调节的，振幅由换能器和变幅杆决定，这三个量相互有最佳选择值。焊接能量超过合适值时，材料的熔解量大，产

生较大的变形。若焊接能量太小，则不易焊牢。 除了焊接参数以外，上声极材料、形状尺寸及其表面状态等因素

也对焊接质量有影响。

超声波焊接机中非常重要的参数之一就是振幅，它对于摩擦功率的大小有着决定性的作用，同时也跟焊接面氧化膜

、结合面的摩擦产热、塑性流动层等有着非常紧密的联系。所以，选择合适的振幅是非常重要的。振幅的范围一般

在5到256纳米，焊接机的功率越小，振动频率越高，选择振幅就要低；当焊件较薄时或者硬度较低时，需要选择较

低的振幅。之所以这样是因为，振幅的大小直接关系着接触面的焊件的移动速度的大小，而相对移动速度大小又决

定着摩擦功率、塑性流动和温度。

每个焊件都有一个合适的振幅范围值，下面举例来说明：对于超声波塑料焊接的焊件，在不同的振幅下其焊点的强度。当

设置振幅为17纳米时，其焊点的焊接强度最大，其后随着振幅的减小，此强度也减小，当小到6纳米的时候，就已

经不能够焊接了。这是相对移动速度太小导致的。当调整振幅值超过17纳米时，焊点的强度同样降低，但这是

因为焊接塑料材质内部被破坏。因此振幅过大，由上声极传递到焊件的振动剪力超过了它们之间的摩擦力，声极与工件之间发

生相对的滑动摩擦，并产生大量的热和塑性变形，导致上声极嵌入焊件，使有效接合截面减少所致。

超声波塑焊机的振幅不可忽视，要选择合适的振幅范围，在焊件最佳的振幅范围之内，选择大振幅的焊接机可

以有效的减少焊接的时间，对于想要提高工作效率的朋友们来说是一个非常好的方法。