1. 超声波焊接原理

超声波焊接利用高频振动波传输到两个要焊接的物体的表面。在压力下，两个物体的表面相互摩擦，形成分子层之间的融合。

超声波焊接系统的主要组成部分包括超声波发生器/换能器/喇叭/焊接头三组/模具和机架。

超声波焊接使用超声波发生器将50/ 60hz的电流转换成15、20、30或40 KHz的电能。将转换后的高频电能通过换能器再次转换为同频率的机械运动，再通过一组能改变振幅的喇叭装置将机械运动传递给焊接头。焊接头将接收到的振动能量传递给待焊接工件的接头。在这个区域，振动能量通过摩擦转化为热能，熔化了需要焊接部分的区域。超声波不仅可以用于焊接金属和硬质热塑性塑料，还可以用于加工织物和薄膜。本文主要介绍金属焊接和塑料焊接两种。

1)超声波金属焊接原理

超声波金属焊接的原理是利用超声波频率(超过16KHz)的机械振动能量，以一种特殊的方式将相同或不同的金属连接起来。金属超声焊接时，既不向工件输送电流，也不对工件施加高温热源，而是在静压作用下，将机架的振动能量转化为摩擦功、变形能和工件之间的有限温升。接头之间的冶金结合是不熔化母材而实现的固态焊接。有效地克服了电阻焊接产生的飞溅和氧化现象。超声波金属焊机可对铜、银、铝、镍等有色金属的薄丝或薄板材料进行单点焊接、多点焊接和短带焊接。可广泛应用于可控硅引线、熔断片、电气引线、锂电池极片、接片的焊接。

2)超声波塑料焊接原理

当超声波作用于热塑性塑料接触面时，每秒会产生数万次高频振动。这种具有一定振幅的高频振动将超声波能量通过上焊件传递到焊接区域。由于焊接区域为二，焊接界面处的声阻较大，因此会产生局部高温。另外，由于塑料的导热性较差，一时无法及时分布，而聚集在焊接区域，导致两种塑料的接触面迅速熔化，施加一定的压力后，两者融合为一体。当超声波停止时，让压力持续几秒钟使其凝固成型，使形成固体分子链，达到焊接的目的，焊接强度可以接近原料的强度。超声波塑料焊接的质量取决于三个因素:变送器焊接头的振幅、外加压力和焊接时间。焊接时间和焊接头压力可调，振幅由传感器和喇叭决定。这三个量的相互作用有一个合适的值。当能量超过适当值时，塑性熔化量大，焊接材料易变形;如果能量小，不易焊接牢固，施加的压力不能太大。压力是焊接件边长与每1mm边缘压力的乘积。