当代社会，塑料的各种制品，已渗透到人们日常生活的各个领域，同时也被广泛应用到航空、船舶、汽车、电器、包装、玩具、电子、纺织等行业。然而，由于注塑工艺等因素的限制，在相当一部分形状复杂的塑料制品不能一次注塑成型，这就需要粘接，而沿用多年的塑料粘接和热合工艺又相当落后，不仅效率低，且粘接剂还有一定的毒性，引起环境污染和劳动保护等问题。传统的这种工艺已不能适用现代塑料工业的发展需要，于是一种新颖的塑料加工技术——超声波塑料焊接以其高效、优质、美观、节能等优越性脱颖而出。


    超声波焊接是一种固相焊接方法，焊件之间的连接是通过声学系统的高频弹性振动以及在工件之间静压力的夹持作用下实现的。超声波塑料焊接机在焊接塑料制品时，既不要添加任何粘接剂、填料或溶剂，也不消耗大量热源，具有操作简便、焊接速度快、焊接强度高、生产效率高等优点。因此，随着热塑性塑料及其复合材料的广泛应用，超声波焊接技术越来越广泛地获得应用。


    超声波塑料焊接工艺前言


    超声波塑料焊接工艺是从金属超声波焊接发展起来的。它最早是由美国琼斯等人在1950年提出。


    19世纪60年代后，美国、日本、瑞士、英国、德国和前苏联开始在实际生产过程中使用这种技术。


    超声波焊接原则上可以焊接所有的热塑性塑料。按照焊接技术特性的功能可以把高分子材料分为三类：(1)柔性材料，指软质、低弹性模量材料;(2)刚性材料，指高弹性模量和低机械振动阻尼因子材料，例如聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚酰胺(PA);(3)所有的高分子薄膜、高分子合成纤维、由薄膜和纤维组成的布。


    由于热塑性塑料的型号、性质不同，有时也会造成有的容易进行超声焊接，有的则不易焊接。


    塑料超声波焊接工艺研究进展


    塑料超声波焊接机制复杂，焊接质量受众多因素影响。


    对材料进行焊接时，首先要考虑焊接设备的选择，高频焊接设备能得到较优的焊接质量，其次考虑材料的其可焊性，低熔点、高表面摩擦系数的材料可得到较优焊接质量，加入适量的增强材料能够提高焊接质量;第三，超声波的振幅、焊接时间、焊接压力是影响焊接质量的主要工艺参数，得到较佳焊接质量的三个工艺参数都存在一定的范围。


    随着超声波焊接技术在塑料连接领域中越来越多的应用，它逐渐受到塑料加工成型的工作者的重视。


    但由于塑料超声波焊接时间短，焊接机理复杂，焊接质量难以控制，限制了超声波焊接工艺在塑料领域中的进一步使用。需要从以下几个方面进一步加强超声波焊接技术的研究：


    1)研究新型的焊接设备，研制具有高频率和高功率的焊接设备;


    2)深入研究不同材料焊接区域的状态，包括熔融区厚度、结晶度、取向程度、化学组分等，深入研究塑料超声波焊接技术的机理;


    3)针对不同材料进行焊接工艺的优化，建立焊接设备、工艺参数、常用材料的对应关系规律，减少实验次数，降低成本;


    4)进一步完善塑料超声波焊接质量的检测手段，尤其是发展完善实时跟踪监测方法