 焊接结晶性塑料和软质塑料时，需要在离振 头较近的近场区焊接。超声波焊大多数都用在焊 接模塑件、薄膜、板材和线材等，在焊接时 不需加热或添加任何溶剂和粘结剂。  塑料超声波焊的焊接面预加工有一些特殊要 求，在焊接面上，常设计带有尖边的超声波 导能筋 。

   焊接模塑件时，超声波导能筋的形式及其设 计原则取决于被焊塑料的种类和模塑件的几 何形状。

      1．铝及铝合金的焊接 2．铜及铜合金的焊接 3．钛及钛合金的焊接 4．高熔点材料的焊接

   铝及铝合金是应用超声波焊最多，也是最能 显示出这种焊接方法优越性的材料。  对于较低强度的铝合金，超声波点焊和电阻 点焊或缝焊的接头强度大致相同。  超声波焊接铝及铝合金的表面准备要求比其 他任何一种焊接方法都低。一般的情况下，铝 的表面一般进行脱脂处理。

        1．电子工业 2．电器工业 3．包装工业 4．航空航天及核能工业 5．塑料工业 6．其他应用

      一、接头设计 二、焊件表面准备 三、上声极的选用 四、焊接参数的选择

   根据超声波弹性振动能量传入焊件的方向， 超声波焊可分成两类：一类是振动能由切向 传递到焊件表面而使焊接界面之间产生相对 摩擦 。  超声波焊接的接头必须是搭接接头，根据接 头焊缝的形式，金属超声波焊可分为点焊、 缝焊、环焊和线. 点焊

   焊接时焊件在圆柱状的上下声极压紧下实施 焊接的，每次完成一个焊点。  按能量传递方式分，点焊可分为单侧式和双 侧式 。  按振动系统分，点焊可采用纵向振动系统、 弯曲振动系统和介于两者之间的轻型弯曲 振动系统。

   超声波焊时，对焊件表面不需进行严格清理， 因为超声振动本身对焊件表面层有破碎清理 作用。  焊件表面被严重氧化或已有锈蚀层，焊前仍 需清理，一般会用机械磨削或非物理性腐蚀方法 清除。

   上声极所用的材料、端面形状和表面状况等 会影响到焊点的强度和稳定能力。  焊接铝、铜、银等较软金属的声极材料较多 采用高速钢、滚珠轴承钢；  焊接钛、锆、高强度钢及耐磨合金常采用沉 淀硬化型镍基超级合金等作为上声极。

   声学系统由换能器、聚能器、耦合杆和声极 组成。  1）换能器  2）聚能器  3）耦合杆  4）声极

   向焊接部位施加静压力的加压机构主要有液 压、气压、电磁加压和自重加压等。  大功率超声波焊机多采取了液压方式，冲击力 小；小功率超声波焊机多用电磁加压或自重 加压方式，这样的形式可以匹配较快的控制程 序。

   1．焊接效率高，焊接时间不超过1s。  2．焊前焊件表面可不处理，由于残存在塑 料零件上的水、油、粉末、溶液等不会影响 正常焊接，因而非常适合于各类物品的封装 焊。  3．焊接过程仅在焊合面上发生局部熔化， 因而可避免污染工作环境，而且焊点美观， 不产生混浊物，可获得全透明的焊接成品。

   焊接时间是指超声波能量输入焊件的时间。  焊接时间的选择随材料性质、厚度及其他焊 接参数而定，高功率和短时间的焊接效果通 常优于低功率和较长时间的焊接效果。  上述几个焊接参数之间并不是孤立的，而是 相互影响、相互关联，应统筹考虑。

   一、超声波焊接设备的组成  二、部分国产超声波点焊机的型号及技术参 数

   超声波发生器是用来将工频（50Hz）电流 变换成15～60kHz的振荡电流，并通过输 出变压器与换能器相匹配。  超声波发生器必须与声学系统相匹配才能使 系统处于最佳状态，获得高效率的输出功率。

   铜及铜合金的焊接性好，焊前需要对表面进 行清洗，去除油污，焊接参数和设备选择与 铝合金相似。

   钛及钛合金具有非常好的焊接性，焊接参数选 择范围比较宽。焊点经显微组织分析发现， 有时产生α→β的相变，也有未经相变的焊点 组织，但均能获得满意的接头强度。

   对于金属钼、钨等高熔点的材料，由于超声 波焊可避免接头区的加热脆化现象，从而可 获得高强度的焊点质量。  高硬度金属材料之间的超声波焊接、或焊接 性较差的金属材料之间的焊接，可通过添加 中间过渡层的方法实现超声波焊接。  对于多层金属结构，也能够使用超声波焊。

   塑料焊接时，通常尽量将焊件的结合面置于 谐振曲线的波节点上，以便在这里释放出最 高的局部热量，以使材料受热熔化达到焊接 的目的。  塑料超声波焊机一般由超声波发生器、焊压 台和焊具三大部分组成。

   在焊接铝制点火模件衬底和铜制衬垫时，通 过超声波自动焊接系统可达到每小时完成 3000个焊点的生产效率。  对于不同厚度的金属材料也有很好的超声波 焊接性，甚至焊件的厚度比几乎能是无限 制的 。  异种金属焊接时，接头组织比较复杂 。

   超声波焊属于固相焊接，目前大多数都用在小型 薄件的焊接，焊接质量放心可靠，经济性较好。 超声波焊不但可以焊接铝、铜、金等较软的 金属材料，也可用于钢铁材料、钨、钛、钼 等金属的焊接，物理性质相差悬殊的异种金 属，甚至金属和半导体、金属与陶瓷等非金 属以及塑料等异种材料均能够使用超声波焊。

   塑料超声波焊的焊缝质量主要与母材的焊接 性、被焊焊件和焊缝的几何形状和公差范围、 超声波振头、焊接参数以及振头压入深度的 调整和稳定控制等因素有关。

   对于不同性质的金属材料之间的超声波焊接， 决定于两材料的硬度。  材料的硬度越接近，硬度值越低，超声波焊 接性就越好。  硬度相差悬殊的两种材料焊接时，当其中一 种材料的硬度较低、塑性较好时，也可以形 成高质量的接头。

   1．可焊材料范围广  2．非常适合于金属箔片、细丝以及微型器件的 焊接  3．焊件不熔化，焊接温度相比来说较低，焊件变形 小  4．被焊金属表面氧化膜或涂层对焊接质量影响 较小  5．与电阻点焊比较，耗电功率小  6．操作简单便捷、焊接速度快、生产效率高等优点

   焊件夹持在圆盘状上、下声极之间，连续焊 接获得局部相互重叠的焊点，从而形成一条 连续焊缝 。  根据圆盘状声极的振动状态，超声波缝焊可 分为纵向振动、弯曲振动和扭转振动三种形 式。

   线焊是利用线状上声极或将多个点焊声极叠 合在一起，在一个焊接循环内形成一条直线 焊缝，也可以看成是点焊的一种延伸。

   超声波焊接金属材料时，最常用的方法是点 焊。  超声波焊接易于实现同种金属材料的可靠连 接。  利用超声波焊接不同厚度的组合焊件时，超 声振动应从比较薄的焊件一方导入，焊接参 数也是根据薄焊件的厚度来确定。