當(dāng)超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時(shí),會(huì)產(chǎn)生每秒幾萬次的高頻振動(dòng),這種達(dá)到一定振幅的高頻振動(dòng),通過上焊件把超聲能量傳送到焊區(qū),由于焊區(qū)即兩個(gè)焊接的交界面處聲阻大,因此會(huì)產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差,一時(shí)還不能及時(shí)散發(fā),聚集在焊區(qū),致使兩個(gè)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(dāng)超聲波停止作用后,讓壓力持續(xù)幾秒鐘,使其凝固成型,這樣就形成一個(gè)堅(jiān)固的分子鏈,達(dá)到焊接的目的,焊接強(qiáng)度能接近于原材料強(qiáng)度。
超聲波焊接的工作原理要求兩個(gè)進(jìn)行結(jié)合的零件,在上面的一個(gè)振動(dòng),在下面的一個(gè)靜止,接觸面上的摩擦熱使表面之塑料熔化從而結(jié)合。因此減少初始的磨擦接觸面,使超聲波能量集中對(duì)提高焊接效率及質(zhì)量十分重要,故要求焊接的其中一零件(通常是上面的零件)在焊合的接口上須做一條凸出的棱線,稱為”導(dǎo)能棱”. 如果兩個(gè)焊接件相對(duì)而言位置要求較嚴(yán)格時(shí),還需要考慮增加設(shè)計(jì)定位裝置. 導(dǎo)能棱及定位裝置應(yīng)在設(shè)計(jì)注塑模具時(shí)同時(shí)考慮.
焊接機(jī)的種類很多,有單點(diǎn)單功能、單點(diǎn)雙功能、單點(diǎn)多功能(此種焊機(jī)也只有一個(gè)焊頭,變換定位板的形式后可作90°角至180°角之間任意角度的焊接)。還有兩點(diǎn)、三點(diǎn)、四點(diǎn)乃至六點(diǎn)焊機(jī)及四角焊機(jī)等。不同種類的焊接機(jī)所具有的焊接功能和工作效率也不同。
焊接機(jī)按材料主要分為:塑料焊接機(jī)和金屬焊接機(jī)兩種。應(yīng)用到的技術(shù)主要有:超聲波、高周波、等離子、電熱式、旋轉(zhuǎn)式等。
其中塑料焊接機(jī)用于焊接聚乙烯、聚丙乙烯、聚丙烯、尼龍等熱塑性工程塑料板材或制品。作業(yè)時(shí),塑料焊條被熔融噴出,并使被焊接工件與之融合而粘結(jié)。在塑料設(shè)備的焊接和維修、塑料地板敷設(shè)、塑料管道連接、塑料瓶封口等作業(yè)中應(yīng)用相當(dāng)廣泛。