一、超聲波焊接原理

一套超聲波焊接系統的主要組件包括超聲波發生器、換能器、變幅桿、焊頭三聯組、模具和機架。

超聲波焊接是通過超聲波發生器將50/60赫茲電流轉換成15、20、30或40kHz電能。被轉換的高頻電能通過換能器再次被轉換成為同等頻率的機械運動，隨后機械運動通過一套可以改變振幅的變幅桿裝置傳遞到焊頭。焊頭將接收到的振動能量傳遞到待焊接工件的接合部，在該區域，振動能量被通過摩擦方式轉換成熱能，將需要焊接的部件區域熔化。超聲波不僅可以被用來焊接金屬、硬熱塑性塑料，還可以加工織物和薄膜等。本篇文章主要介紹金屬和塑料的焊接。

1）超聲波金屬焊接原理超聲波金屬焊接原理是利用超聲頻率（超過16KHz）的機械振動能量，連接同種金屬或異種金屬的一種特殊方法．金屬在進行超聲波焊接時，既不向工件輸送電流，也不向工件施以高溫熱源，只是在靜壓力之下，將框框振動能量轉變為工件間的摩擦功、形變能及有限的溫升。接頭間的冶金結合是母材不發生熔化的情況下實現的一種固態焊接。因此它有效地克服了電阻焊接時所產生的飛濺和氧化等現象。超聲金屬焊機能對銅、銀、鋁、鎳等有色金屬的細絲或薄片材料進行單點焊接、多點焊接和短條狀焊接。可廣泛應用于可控硅引線、熔斷器片、電器引線、鋰電池極片、極耳的焊接。

2）超聲波塑料焊接原理超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時，會產生每秒幾萬次的高頻振動，這種達到一定振幅的高頻振動，通過上焊件把超聲能量傳送到焊區，由于焊區即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產生局部高溫。又由于塑料導熱性差，一時還不能及時散發，聚集在焊區，致使兩個塑料的接觸面迅速熔化，加上一定壓力后，使其融合成一體。當超聲波停止作用后，讓壓力持續幾秒鐘，使其凝固成型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，達到焊接的目的，焊接強度能接近于原材料強度。

超聲波塑料焊接的好壞取決于換能器焊頭的振幅，所加壓力及焊接時間等三個因素，焊接時間和焊頭壓力是可以調節的，振幅由換能器和變幅桿決定。這三個量相互作用有個適宜值，能量超過適宜值時，塑料的熔解量就大，焊接物易變形；若能量小，則不易焊牢，所加的壓力也不能太大。這個最佳壓力是焊接部分的邊長與邊緣每1mm的最佳壓力之積。

焊接過程1）焊頭對塑料表面施壓；2）焊頭每秒20000到40000次振動；3）振動產生摩擦熱使材料融化粘接。焊接類型埋植：埋植指的是焊頭在壓力下將金屬零件擠入塑料孔內。鉚焊：鉚焊法指的是振動的焊頭壓制物品的突起處使其熱熔為鉚釘狀，從而使兩物體機械鉚合。

點焊：點焊指的是對于焊線不易設計的物體進行分點焊接，可達到熔接效果。成型

熔接口設計超聲焊接一般都要求熔接口要小，接觸面要統一。接口設計取決于焊接的材料，焊件的形狀以及焊件要求等因素。通常連接的三角形狀部分會聚集超聲能量，并快速融化形成焊接面。由左向右（對接接頭、階梯型、榫槽型）

剪切型：適用與需要密封或者塑料在很窄的溫度區間內快速從固態變成熔融狀態的場合。二、焊接優點

1）超聲波金屬焊接優點：a、焊接材料不熔融，不脆弱金屬特性。b、焊接后導電性好，電阻系數極低或近乎零。c、對焊接金屬表面要求低，氧化或電鍍均可焊接。d、焊接時間短，不需任何助焊劑、氣體、焊料。e、焊接無火花，環保安全。

2）超聲波塑料焊接優點：a、焊接速度快，焊接強度高、密封性好；b、取代傳統的焊接/粘接工藝，成本低廉，清潔無污染且不會損傷工件；c、焊接過程穩定，所有焊接參數均可通過軟件系統進行跟蹤監控，一旦發現故障很容易進行排除和維護。

三、適用產品1）鎳氫電池鎳氫電池鎳網與鎳片互熔與鎳片互熔。2）鋰電池、聚合物電池銅箔與鎳片互熔，鋁箔與鋁片互熔。3）電線互熔，偏結成一條與多條互熔。4）電線與各種電子元件、接點、連接器