什么是超声波(为什么超声波可以用来焊接塑料和金属)？什么是超声波？

当物体振动时，它会发出声音。科学家称声音的频率为加文百科每秒振动的次数，单位是赫兹。我们耳朵能听到的声波频率是16HZ~20KHz(千赫)。因此，当物体的振动超过一定频率，即高于人类听觉的上限阈值时，人就听不到了。这种声波被称为“超声波”。通常医学诊断用的超声波频率是1 ~ 5 MHz。

虽然人类听不到超声波，但很多动物都有这种能力。它们可以使用超声波来“导航”，追逐食物，或避免危险的事情。夏天的晚上你可能见过很多蝙蝠在院子里来回飞。为什么它们在没有光的情况下飞行而不迷失方向？原因是蝙蝠能发出2 ~ 10万赫兹的超声波，就像一个活动的“雷达站”。蝙蝠就是利用这种“雷达”来判断前方是否有昆虫或障碍物。直到加文学会第一部世界百科全书，我们才学会使用超声波。这是利用“声纳”的原理来探测水下目标及其状态，比如潜艇的位置。这时，人们向水中发出一系列不同频率的超声波，然后记录并处理反射回来的回波。根据回波的特征，我们可以估计被检测物体的距离、形状和动态变化。超声波在医学上的最早使用是在1942年，当时奥地利医生杜西克首次使用超声波扫描大脑结构。后来，在60年代，医生开始将超声波应用于腹部器官的检测。如今，超声扫描技术已经成为现代医学诊断不可或缺的工具。

超声波为什么可以用于焊接？

超声波焊接是通过超声波发生器将50/60 Hz的电流转化为15、20、30或40KHz的高频电能。转换后的高频电能通过换能器再次转换成同频率的机械运动，再通过一套变幅杆装置传递给焊头。焊接头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接头处，在该区域，振动能量通过摩擦转化为热能，熔化塑料。超声波不仅可用于焊接硬质热塑性塑料，还可用于加工织物和薄膜。超声波焊接系统的主要部件包括超声波发生器、换能器/焊头/焊头三联体、模具和框架。

塑料超声波焊接原理

当超声波作用于热塑性塑料的接触面时，会产生每秒上万次的高频振动。这种具有一定振幅的高频振动会通过上焊件将超声波能量传递到焊接区域。因为焊接区域，也就是两条焊缝之间的界面，声阻较大，会产生局部高温。由于塑料导热性差，不能及时分布，在焊接区域聚集一段时间，导致两种塑料的接触面迅速熔化，施加一定的压力后，可以融为一体。当超声波停止作用后，让压力持续几秒钟固化成型，从而形成牢固的分子链达到焊接的目的，焊接强度可以接近原材料。塑料的超声波焊接取决于三个因素:换能器焊接头的振幅、施加的压力和焊接时间。焊接时间和焊头压力可调，振幅由换能器和喇叭决定。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，塑料的熔化量就会大，焊接的物体就容易变形。如果能量小，就不容易焊接，施加的压力也不要太大。

超声波金属焊接原理

超声波焊接的原理是利用超声波频率(16KHz以上)的机械振动能量将同种金属或异种金属连接起来的特殊方法。用超声波焊接金属时，既不向工件施加电流，也不施加高温热源，而是在静压力下，将线框振动能量转化为摩擦功、变形能和工件间有限的温升。接头之间的冶金结合是一种不熔化基底金属的固体焊接。因此有效克服了阻力。超声波焊机可用于铜、银、铝、镍等有色金属的单点焊接、多点焊接和短带焊接。可广泛用于焊接可控硅引线、保险丝片、电引线、锂电池极片和极耳。

超声波焊接的应用范围

超声波焊接应用领域:玩具行业、文具行业、家电行业、电子行业、食品行业、通讯行业、交通行业、航空航天空等。

应用示例:

日用品:粉盒、化妆镜、发梳、锁环、保温杯、密封容器、调味瓶、水管接头、手柄、瓶盖、食物容器、汽车灯罩、汽车水箱等。

玩具:各种球类玩具、文具、水枪、塑料礼品、音乐玩具、各种塑料玩具等。

工业:电子钟，蒸汽熨斗，吸尘器，电话，电脑键盘，电风扇，电池等。

汽车制造:车灯、后视镜、内饰、保险杠、各种塑料制品等。

电子行业:主要生产电源、适配器、充电器、手机壳等多种塑料相关产品。目前电子行业使用超声波塑料焊接机最多，

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