當(dāng)超聲波作用于熱塑性的塑料接觸面時,會產(chǎn)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(qū),由于焊區(qū)即兩個焊接的交界面處聲阻大,因此會產(chǎn)生局部高溫。又由于塑料導(dǎo)熱性差,一時還不能及時散發(fā),聚集在焊區(qū),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(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(diào)節(jié)的,振幅由換能器和變幅桿決定。這三個量相互用有個適宜值,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,所加的壓力也不能達大。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。
超聲波塑料點焊機用的聲學(xué)系統(tǒng)包括三個部分:1驅(qū)動部分2固定部分3工作部分。在以上三個組成部分中,驅(qū)動是核心,一般采用螺栓夾緊的縱向振動換能器,其中半波長縱向振子與四分之一的波長縱向振子,半波長縱向振與半波長聚能器相連接組成一個全波長塑料焊接換能器,而四分之一波長縱向振子與四分之一波長聚能器相連,組成一個半波長換能器。對不同的焊接對象需要有不同工具頭,不管是近場焊接還是傳輸焊接,只有半波長的工具頭才能使焊接端面達到最大的振幅。工具頭,有帶振幅放大的和不帶振幅放大的兩種,塑料點焊機用聲學(xué)系統(tǒng)工具頭,所用材料通常為鋁合金,其端面鍍硬質(zhì)合金,功率較大時也有用鈦合金材料制成的,該材料疲勞強度比鋁合金高一倍多。