超声波焊接机器原理及各种工艺应用

超声波焊接机器原理就是把声音转换成热能的一种加工方法。它基本上由发生器产生20KHZ或15KHZ的高频率信号，通过固定于超音波机器上的【能量转换器焊头(HORN)】直接接触于塑胶製品的工件上，藉由高频振动使得工件内的分子发生剧烈摩擦而产生局部高温，当温度高于塑胶的熔点就会融化塑胶，等熔融的塑胶冷却后就会重新固化黏合以达到熔接的效果。这就是为什麽超声波操作时都会听到「嘶嘶！」的声响，这就是振动的声音。

操作超声波机器时除了需要声音转换为热能外，通常还得施加一定的压力于工件上，所以机器上面会有一气压缸，施加压力的目的，一来可以加压埋植物品以加速进入塑胶工件或是接合两个不同的塑胶工件；二来给予持续的压力直到熔融的塑胶冷却再定型，可以避免熔接的两个工件因熔接未完全就移除压力而造成的鬆脱。

超声波焊接机器通常是用来将两个固态物件熔接在一起，而不需要使用到任何的溶剂及黏著剂，其优点是：

可以大量生产，速度快，适合自动化生产；品质稳定；成本降低；

在电子产业中常见其应用，不过超音波熔接是属于不可逆的一种工法，所以通常运用在不需要再被拆开的机构上面，也可以用来保护不可以被使用者拆开的产品上面，最常见到的应用有：

1.超声波焊接

以超音波超高频率振动的焊头在适度压力下，使二块塑胶的接合面产生摩擦热而瞬间熔融接合，焊接强度可与本体媲美，采用合适的工件和合理的接口设计，可达到水密及气密，并免除采用辅助品所带来的不便，实现高效清洁的熔接。比如说将锂电池的上下壳密封在一起与密封电源供应器的机壳。凡是不想让使用者打开的东西都可以透过超音波的加工密封。

2.超声波埋植

借着焊头之传道及适当之压力，瞬间将金属零件（如螺母、螺杆等）挤入预留入塑胶孔内，固定在一定深度，完成后无论拉力、扭力均可媲美传统模具内成型之强度，可免除射出模受损及射出缓慢之缺点。

3.超声波铆接

超声波铆接法指的是振动的焊头压制物品的突起处使其热熔为铆钉状，从而使两物体机械铆合。

4.超声波点焊

超声波点焊指的是对于焊线不易设计的物体进行分点焊接，同样可达到熔接效果。

5.超声波成型

本方法与铆焊法类似，将凹状的焊头压着于塑胶品外圈，焊头发出超音波超高频振动后将塑胶溶融成形而包覆于金属物件使其固定，且外观光滑美观、此方法多使用在电子类、喇叭之固定成形，及化妆品类之镜片固定等。