市場產品加工的會有不同的方式，如焊接加工、機械加工、熱加工等，加工方式都是產品來的，焊接加工又有超聲波焊接加工、電焊接加工，這兩種加工方式是使用的設備，過程是一樣的，今天就來聊聊其中一種，接下來看看超聲波焊接加工過程，這5個因素會影響到加工。

　　超聲波焊接的基本原理是將高頻電能轉化為高頻振動機械能，這種往復振動傳遞到熱塑性塑料和金屬，在塑料和塑料、塑料和金屬，金屬和金屬界面處產生摩擦和熱量。

　　在超聲波焊接中，摩擦產生熱量并將兩個材料表面熔合在一起。在超聲波鉚接中，喇叭引導熔融塑料流以形成并壓縮零件。在超聲波螺母設置中，喇叭將金屬螺母驅動到塑料中。

　　超聲波焊接系統包括不同頻率（15Khz至50Khz）、不同功率（600W至4800W）、不同類型如空氣超聲波焊機、伺服超聲波焊機、手持式焊機、非焊機等多種配置選擇，包括標準焊機、金屬超聲波焊機等

　　另外，超聲波焊接的成功與否還受到許多因素的影響，包括模具（包括上焊頭和下下模）、頻率、材料、焊縫設計、焊接參數以及零件的注塑成型，本文介紹了五個主要因素。

　　1、焊接系統頻率

　　超聲波焊接系統的常見頻率有15Khz、20Khz、30Khz、35Khz和40Khz。應根據產品尺寸、內部零件類型、強度、外觀等要求選擇合適的焊接頻率。一般來說，可以參考以下原則：

　　焊接用高頻40Khz焊機用于焊接小型精密電子產品（包括PCB板和微型電子元件），40Khz焊機的振幅較小，焊接壓力也可以降到很低，從而避免對產品內部電子元件的損壞。

　　適用于表面外觀要求A 級的小型產品，我們采用40Khz焊機進行焊接，振幅和壓力較小，改善了外觀。

　　我們使用15Khz或20Khz低頻焊機來焊接中型和大型零件。

　　PP等軟質材料及剛性較低的薄壁制品采用低頻大振幅15Khz焊機進行焊接。

　　對于遠場焊接，即焊頭距離焊縫較遠，例如距離焊縫12mm以上時，采用低頻、大振幅15Khz焊機進行焊接。

　　20Khz焊機適合焊接大多數中小型產品，也是當今應用廣泛的超聲波頻率。

　　2、材料

　　對于塑料的超聲波焊接，僅適用于焊接熱塑性塑料。因為它在一定溫度范圍內可以熔化。另一方面，熱固性塑料不能用超聲波焊接，因為它們在加熱時會變質。

　　熱塑性塑料的可焊性取決于材料的剛度或模量、密度、摩擦系數、導熱率、比熱容、玻璃化轉變溫度Tg或熔化溫度Tm。

　　一般來說，硬塑料更容易傳遞振動能量，因此表現出更好的遠場焊接性能。低模量的軟塑料會抑制超聲波振動，使其更難以焊接。超聲波鉚接和點焊則相反：塑料越軟，越容易鉚接和點焊。

　　塑料一般分為非晶態和結晶態，非晶態塑料很容易進行超聲波焊接，因為超聲波能量很容易在非晶態材料內傳輸。焊接結晶塑料需要更大的振幅和能量，因為超聲波能量在結晶材料中傳輸性較差，并且還需要仔細的焊接設計。

　　可以進一步影響可焊性的因素包括水分含量、脫模劑、潤滑劑、增塑劑、填料增強劑、顏料、阻燃劑、其他添加劑以及實際的樹脂等級。另請注意，不同的材料具有不同程度的兼容性。某些材料的某些牌號在某種程度上是兼容的，而其他牌號則不兼容。

　　后面，我們還需要考慮焊縫是近場焊縫還是遠場焊縫。如果焊頭接觸零件與焊肋之間的距離小于6mm，則稱為近場焊接。6mm以上，稱為遠場焊接。距離越長，振動阻尼越大，焊接難度越大。

　　3、焊接接頭設計

　　影響超聲波焊接重要的因素是接頭設計，工程師需要在設計階段仔細考慮和評估零件。焊接接頭有多種設計，每種設計都有自己的特點和優點，您選擇哪種設計取決于塑料類型、零件幾何形狀、焊接要求、注塑能力和外觀要求。

　　4、工裝和焊頭

　　一般情況下，客戶選擇與焊機相同品牌的工裝和焊頭。事實上，如果焊頭頻率與設備頻率相同，您可以自由選擇其他品牌的工具和焊頭。

　　焊頭材質可選擇鋁合金、鈦合金、硬質合金鋼。模具材料可選擇鋁合金、不銹鋼、樹脂模具。材料選擇的方法一般應考慮塑料的種類、材料中玻璃纖維的含量、接頭的結構和尺寸、焊縫的強度、使用壽命等。例如，硬質合金鋼喇叭是延長使用壽命的不錯選擇。

　　超聲波焊接頭可以通過FEA（有限元分析）進行設計和優化，這使得工程師能夠在實際生產之前評估焊頭振動和應力，好的喇叭設計具有均勻的輸出幅度和很小的應力，優化前的焊頭設計，振幅輸出不均勻。右側的輸出幅度在優化后是均勻的。

　　在喇叭的設計和制造中需要仔細考慮對稱性，喇叭的對稱性非常重要，不對稱喇叭會導致非軸向振動，徑向振動會大大增加應力并導致喇叭故障。

　　良好的工具設計也非常重要，該工具有兩個主要用途：(1) 對齊焊頭下方的零件，(2) 牢固支撐焊接區域。剛性支撐有助于將超聲波能量反射回焊縫。因此，工具通常由金屬制成。

　　為了增加焊頭的耐磨性，提高其使用壽命，焊頭表面可進行碳化鎢或鍍鉻處理，工具可以分段設計，以更好地適應產品。

　　5、焊接參數

　　在焊接過程中，焊接參數影響焊接結果。這些參數包括振幅、焊接壓力、觸發壓力、焊接距離和焊接能量。

　　不同類型的塑料需要不同的振幅。幅度可以通過軟件百分比設置進行微調，也可以通過改變幅度調制器以不同的比例進行粗調，焊接壓力可通過旋鈕或軟件設置進行調節。觸發壓力是指焊頭按壓產品，當壓力達到一定設定值時，設備開始發射超聲波，該值可以通過旋鈕或軟件設置進行調整。

　　超聲波焊接過程有多種控制方法。

　　設置時間焊接模式，即超聲波焊接的時間。

　　設置距離焊接模式（位置焊接模式），即焊縫的距離或位置。

　　能量焊接模式是設置焊接能量的模式。

　　不同的產品適用于不同的焊接方式。例如，薄板焊接采用能量焊接模式，尺寸公差較大的產品采用距離焊接模式，高度公差要求的產品采用定位焊接模式。

　　此外，如果需要，可以監控焊接過程的所有參數，并可以設置參數化零件間距，以避免意外出現缺陷零件。

　　綜上所述，在超聲波焊接加工過程有這個5個因素，會受到影響，分別是：焊接系統頻率、材料、焊接接頭設計、工裝和焊頭、焊接參數。