口罩机为什么用超声波焊接（口罩机超声波焊接注意事项）

口罩机为什么用超声波焊接（口罩机超声波焊接注意事项）λ：材料导热率μ：摩擦系数一般来说，PET材料（无纺布）的超声波焊接工艺的好坏与其影响因素的关系表现为：K：焊件形状因子E：弹性模量

口罩机超声波焊接

作者：夏不呆

焊接原理

超声波焊接装置是通过一个电晶体功能设备将当前50/60Hz的电频转变成20KHz或40KHz的电能高频电能，供应给转换器。转换器将电能转换成用于超声波的机械振动能，调压装置负责传输转变后的机械能至超声波焊接机的焊头。 焊头是将机械振动能直接传输至需压合产品的一种声学装置. 振动通过焊接工作件传给粘合面振动摩擦产生热能使塑胶熔化， 振动会在熔融状态物质到达其介面时停止，短暂保持压力可以使熔化物在粘合面固化时产生个强分子键， 整个周期通常是不到一秒种便完成，但是其焊接强度却接近是一块连着的材料.

焊接材料对焊接质量的影响

一般来说，PET材料（无纺布）的超声波焊接工艺的好坏与其影响因素的关系表现为：

K：焊件形状因子

E：弹性模量

μ：摩擦系数

λ：材料导热率

ρ：材料密度

c：比热容

t：熔点

上述参数与材料、温度相关，作用于焊接过程中影响焊接区域的温度、应力、变形，直接影响焊接质量。

焊接面到焊接头的距离对焊接质量也有较大影响。材料焊接面与焊接头的距离为超声波半波长时，焊点的强度最好。超声波在塑料中主要以纵波的形式传递，最大波峰值出现在半波长处。当焊接距离为半波长时，超声波传递到焊接面的能量最多。

焊接工艺参数对焊接质量的影响

无纺布超声波焊接的主要工艺参数包括：振幅、焊接时间、焊接压力、保压时间、焊点形状。这些参数共同决定了焊点的质量。

①振幅的影响：塑料的超声波焊接中，振幅是首要的工艺参数。材料在对应的超声波频率下都有较适宜的振幅范围。

在合适的振幅范围内，振幅增大利于能量的扩散，从而提高焊点的强度。

超声波无纺布粘合机普通频率是20KHZ，换能器频率19.80KHz-20KHZ这个范围最为合适。

换能器振晶片

②焊接时间的影响：如要得到高强度的焊点，必须选择合适的焊接时间。在无纺布的超声波焊接中，焊接时间对焊接质量有重要影响：焊接时间不足，材料接触面不能达到完全熔融态，材料不能融合；焊接时间过长，焊点发黑，出现过焊的情况，焊点与非焊点的交界线处，有切断的现象。这种现象严重影响了整体的焊点强度，同时也是产品外观不容许的。

③焊接压力：在其他参数确定的情况下，较好质量的焊点取决于焊接压力的范围。

焊接压力对焊点质量的影响较为复杂，实验发现，焊接压力对熔融区的厚度尺寸及熔融区焊接后材料的密度有较大影响：焊接压力较小时，熔融区热塑后的材料蓬松，有明显的纤维状，焊点强度较低；焊接压力过大时，熔融区厚度尺寸很小，焊点过烧，有烧穿的现象，此种焊点无连接强度。

④保压时间、保压压力对焊点的影响：超声波停止后，焊接区域由熔融态开始固化，为使焊件能够很好的连接在一起，固化过程中需要保持一定的压力。所需的压力即为保压压力，时间即为保压时间。

⑤焊点形状对焊接质量的影响： 焊点形状对焊接质量并无直接影响，但是焊接面积与焊接压力成反比。在耳带焊接时，受耳带粗细、焊接长度及焊件形状因子等因素影响，推荐焊点面积大小及间隔为：1.2×1.2mm；焊点间隔为：0.5mm。如此既不影响焊接强度亦不影响耳带根部抗拉强度。

总结：

口罩机超声波焊接主要影响因素：

焊接气缸缸径、焊杆（焊点面积）、气源压力三者与焊接压力的关系：焊接气缸缸径与焊接压力成正比；焊杆面积与焊接压力成反比；焊接压力与气源压力成正比。即在焊接面积不变的情况下，焊接气缸缸径越大焊接压力越大，气源压力越大焊接压力越大。

保压时间（固化时间）保压压力： 直接影响无纺布熔融后粘连的强度。

参考文献：PET材质无纺布超声波焊接工艺研究 刘千伍 卢记军

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