超声波焊接技术具有经济、可靠、易于自动化集成等优点。这是塑料焊接领域的一种常见技术。与传统热源直接接触塑料产生的热量不同，超声波焊接通过摩擦产生热量。

振幅、频率和波长

在超声波焊接中，纵波以高频形式传播，导致低振幅机械振动。焊机的电能被转换成往复运动的机械能。为了了解振幅、频率和波长之间的关系，以及它们与发热的关系，我们需要了解超声波焊机的主要部件。

超声波焊机的主要部件有发电机、换能器、调幅器（有时称为喇叭）和焊头。发电机将电压为120V/240V的50-60Hz电源转换为电压为1300V、工作频率为20-40khz的电源。该能量被提供给换能器，换能器通过使用圆盘形压电陶瓷将电能转换为机械振动，也就是说，当高频电流通过压电陶瓷时，压电陶瓷会产生应变位移。

传感器将振动传输至振幅调制器。振幅调制器放大超声波的振幅并继续将其传输至焊头。焊接头继续放大超声波的振幅并接触零件。

能量被传递到组件的两个零件的焊接肋位置。由于焊接肋设计有一个尖锐的点，能量集中在尖锐的点上，摩擦在压力下产生热量。这种热量是由两种摩擦产生的，一种是材料上部和下部之间的表面摩擦，另一种是物质内部的分子间摩擦。摩擦产生的热量在焊接位置熔化并连接上部和下部。

了解加热速率

对于相同的材料，三个因素决定了加热速率：频率、振幅和焊接压力。对于现有设备，如15KHz、20kHz、30kHz或40KHz机器，频率是固定的。因此，加热速率通常可以通过焊接压力来改变。一般来说，压力越高，温度上升越快。此外，振幅也可以改变。随着压力的变化，振幅越大，温升速率越快。

当然，过大的压力和振幅也会对焊接质量产生不利影响，如材料退化、泄漏、裂纹和闪光。因此，超声波焊接需要一个优化工艺参数的过程。确定参数后，焊接过程可以实现稳定的输出、快速的焊接速度和高的焊接强度。这就是为什么超声波焊接广泛应用于批量生产。

时间、距离、力量和精力

焊接所需的热量取决于材料类型、焊接设计和设备规范。传统的热控制方法是通过时间模式焊接，即焊接一定时间，例如0.2-1s（通常小于1s）。然而，今天的超声波焊接设备通常可以设置和监控焊接距离、功率和能量。经过适当培训的操作员还可以根据实际情况和不同材料调整参数，以获得一致的焊接结果。这也大大提高了焊接的灵活性和可靠性。