影响超声波焊接的因素有哪些？

超声波焊接利用高频振动传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。在焊接过程中，偶尔也会出现一些小故障。影响焊接成功的因素，主要有哪些？

　　1.焊接系统频率

　　典型的焊接系统的频率有15Khz、20Khz、30Khz、35Khz和40Khz。需要根据产品尺寸、内部元器件种类、强度和外观等要求，选择适合的焊接频率。

　　2.材料

　　对于塑料的焊接，只适合对热塑性塑料进行焊接。因为它们可以在特定的温度范围内熔化。而热固性塑料加热时降解，无法利用超声波进行焊接。

　　热塑性塑料的可焊接性，取决于材料刚度或弹性模量，密度、摩擦系数、导热系数、比热容、玻璃化转变温度Tg或熔化温度Tm。

　　一般来说，刚性好的塑料表现出优异的远场焊接性能，因为它们更容易传递振动能量。而弹性模量低的软性塑料，因其会衰减超声波振动，所以较难焊接。而对于超声波铆接或点焊则相反，塑料越软，就越容易铆接或点焊。

　　通常，塑料可分为非结晶（无定形）和结晶两种。超声波能量很容易在非结晶材料中传递，因此非结晶塑料容易进行焊接。而超声波能量不容易在结晶材料中传递，因此焊接结晶塑料时需要更大的振幅和能量，同时也要小心设计焊缝。

　　可进一步影响可焊性的因素有含水率，脱模剂，润滑剂，增塑剂，填料增强剂，颜料，阻燃剂和其它添加剂，以及实际树脂等级。另外，还应注意不同材料之间相容性程度不同。某些材料的特定等级之间才有一定程度的相容性，其余则不相容。

　　最后，还要考虑焊接是近场焊接还是远场焊接。焊头接触零件的位置到焊接筋的距离小于6mm的情况，叫做近场焊接。大于6mm'，叫做远场焊接。距离越大，振动衰减越大，焊接就越困难。

　　3.焊接接头设计

　　影响焊接最关键、最重要的因素是接头设计。当零件处于设计阶段时，工程师应谨慎考虑和评估。焊接接头有多种设计，有各自特点和优势。选择何种设计，取决于塑料类型、零件几何形状、焊接要求、注塑能力以及外观要求等。

　　4.工装和焊头

　　一般来说，客户会选择与焊接机相同品牌的工装和焊头。实际上，可以自由选择其它品牌提供的工装和焊头，只要焊头频率与设备相同即可。

　　焊头材料可选择铝合金、钛合金和硬质合金钢。工装材料可选择铝合金、不锈钢和树脂模。如何选择材料，一般要考虑塑料类型、材料玻纤含量、接头结构和尺寸、焊接强度和使用寿命。例如，为了延长寿命，硬质合金钢焊头是一个最佳选择。

　　超声波焊头可用FEA（有限元分析）进行设计和优化，允许工程师在实际制造前评估焊头的振动情况和应力大小。最佳的焊头设计，是具有均匀的输出振幅，以及最小的应力。上图中，左侧图片是优化前焊头设计，振幅输出不均匀。右侧是优化后，输出振幅均匀。

　　在焊头设计和制造中，必须小心谨记对称性——焊头对称性是至关重要的。不对称的焊头导致非轴向振动。径向振动会大大增加应力，导致焊头失效。

　　好的工装设计也非常重要。工装有两个主要作用：（1）对齐焊头下方的零件；（2）刚性支撑焊接区域。刚性支撑有助于将超声波能量反射到焊缝位置，这也是为什么工装通常是用金属加工件。

　　为了增加焊头耐磨性，提高使用寿命，可对焊头表面进行碳化钨处理或镀铬处理。工装可分段设计，以更好的贴合产品。

　　5.焊接参数

　　在焊接过程中，焊接参数会影响焊接结果。这些参数包括振幅、焊接压力、触发压力、焊接距离以及焊接能量。

　　不同类型的塑料需要不同的振幅大小。振幅可以通过软件中百分比设置进行微调，或者通过更换不同变比的调幅器进行大范围调节。焊接压力可以通过旋钮或者软件设置进行调整。触发压力是指当焊头压住产品后，压力达到某个设定值时，设备开始发超声，该值可通过旋钮或者软件设置进行调整。

　　超声波焊接过程有几种控制方式：

　　时间焊接模式，即设定焊接持续时间。

　　距离焊接模式（位置焊接模式），即设定焊接的距离或者位置。

　　能量焊接模式，即设定焊接的能量。

　　不同产品焊接适用不同的焊接模式。例如薄片焊接采用能量焊接模式，尺寸公差大的产品采用距离焊接模式，有高度公差要求的产品采用位置焊接模式。

　　另外，如果你愿意，可以对焊接过程中的所有参数进行监控，设置参数合格件区间，避免产生意外不良件。

　　以上就是一些知识点，相比较其他焊接方式，还是有它自己先天的优势，而且运用的领域也比较广泛，生活用品、医疗物品等都有。