超聲波焊接是利用高頻振動波傳遞到兩個需焊接的物體表面，在加壓的情況下，使兩個物體表面相互摩擦而形成分子層之間的熔合。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。
超聲波焊接原理
1）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。
2）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?？蓮V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。
超聲波焊接工藝
1）熔接法：以超音波超高頻率振動的焊頭在適度壓力下，使二塊塑膠的接合面產生摩擦熱而瞬間熔融接合，焊接強度可與本體媲美，采用合適的工件和合理的接口設計，可達到水密及氣密，并免除采用輔助品所帶來的不便，實現高效清潔的熔接。
2）成型：本方法與鉚焊法類似，將凹狀的焊頭壓著于塑膠品外圈，焊頭發出超音波超高頻振動后將塑膠溶融成形而包覆于金屬物件使其固定，且外觀光滑美觀、此方法多使用在電子類、喇叭之固定成形，及化妝品類之鏡片固定等。
3）埋植：借著焊頭之傳道及適當之壓力，瞬間將金屬零件（如螺母、螺桿等）擠入預留入塑膠孔內，固定在一定深度，完成后無論拉力、扭力均可媲美傳統模具內成型之強度，可免除射出模受損及射出緩慢之缺點。
4）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。
5）點焊：點焊指的是對于焊線不易設計的物體進行分點焊接，同樣可達到熔接效果。
超聲波焊接適用材料
1.超聲波焊接適合所有熱塑性塑料，非結晶塑料如ABS,PMMA,PC,PS;半結晶塑料如PA,PET,CA,POM,PE和PP。
2.超聲波焊接也適合非紡織布料，如熱塑性織物，聚合材料，銅版紙和混合織物。
3.柔性材料：指軟質、低彈性模量材料。
4.剛性材料：指高彈性模量和低機械振動阻尼因子材料,例如聚苯乙烯( PS)、聚甲基丙烯酸甲酯( PMMA)、聚酰胺( PA)。
5.所有的高分子薄膜、分子合成纖維、由薄膜和纖維組成的布。
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超聲波焊接熔接口設計
超聲波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。由左向右分別為對接接頭、階梯型和榫槽型。剪切型適用于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。
超聲波焊接的特點
超聲波的應用范圍比較廣，節能環保且精度高。
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
3）超聲波焊接的缺點：
a、當焊接工件的厚度及硬度提高時，焊接所需功率呈指數增大，因而增加了超聲波焊機的制造成本。當所需功率過大時，聲學系統的設計制造和工藝效果都會產生一系列較難解決的問題，因此，當前主要限于絲、箔、片等較細較薄的工件焊接；
b、當前超聲波焊接系統的接頭形式僅限于搭接，且受工具頭的限制，工件只能在焊接系統允許的尺寸范圍內伸入，焊接的接頭形式和尺寸范圍局限性較大；
c、當前對于超聲波焊接的質量檢測較為困難，一般的檢測方法難以在生產過程中進行實時監控，無損檢測的方法尚未達到普及狀態。
超聲波焊接的應用
1）汽車：超聲波可通過計算機程序控制來實施對大件和不規則工件的焊接如：保險杠、前后門、燈具、剎車燈等。
2）家電：通過適當的調整可用于：手提日光燈罩，蒸氣熨門、電視機外殼、收錄、音機透明面板、電源整流器、電視機殼螺絲固定座、洗衣機脫水槽等需要密封、牢固和美觀的家電產品。
3）包裝：軟管的封口，特殊打包帶的連接。
4）玩具業：由于采用了超聲波技術使產品清潔、高效、牢固，免除使用螺絲、粘合劑、膠水或其他輔助品，降低了生產成本，使企業在市場的競爭力大大增強。
5）電器工程：插頭、電線插頭、接觸簧片、插座、電線卷軸、線軸、接觸件、熒光管盒、電動熔斷器、繼電開關、插頭注塑件、印刷電路板、保險絲盒等。
6）其他商業用途：從通訊器材，電腦行業、打印設備到音像制品等，均可采用超聲波設備。
