超声波焊接机的工作原理

更新时间：2025-11-26

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超声波焊接机是一种利用高频机械振动（超声波）实现材料快速焊接的精密设备，无需胶水、焊锡等辅助介质，具有焊接速度快、接头强度高、无热损伤、环保无污染等核心优势，广泛应用于塑料、金属、无纺布等材料的连接工艺，是工业生产中高效、精密的装配设备。

一、核心工作原理（技术底层逻辑）

超声波焊接的本质是 “机械能转化为热能 + 分子扩散结合"，具体过程可分为 4 个关键阶段：

振动激励：发生器将工频交流电（220V/380V，50/60Hz）转化为高频电信号（常见 20kHz、30kHz、40kHz，部分精密设备可达 60kHz 以上），通过换能器（压电陶瓷或磁致伸缩材料）将电信号转换为高频机械振动（振幅通常 3-100μm）。
能量传递：振动通过变幅杆（增幅器）放大振幅后，传递至焊头（模具），焊头与待焊接工件接触，将振动能量集中于焊接界面。
摩擦生热：高频振动使工件接触面产生剧烈摩擦，瞬间产生局部高温（塑料熔点附近、金属弹性形变区温度），使接触面材料熔化（塑料）或发生塑性变形（金属），同时排出界面杂质（氧化层、油污）。
冷却固化：停止振动后，在预设压力（保压阶段）作用下，熔化 / 塑性变形的材料快速冷却凝固，形成紧密的分子间结合（塑料为熔合连接，金属为冶金结合或机械嵌合），完成焊接。