超聲焊接/目前已經被廣泛應用于衛生用品生產線，如尿布等相關產品，女性用品、*、抹布、真空袋、濾布等很多織物、薄膜、無紡布以及紙制產品都會用到超聲焊接設備。  

         超聲工藝功能強大，應用范圍十分廣泛，能夠進行層壓、軋花、打孔、切割、拼接等操作。因此超聲焊接不但能夠提供低成本的粘合，還能夠進行其他一些操作，提高了設備的利用率。  

        超聲焊接的基本原理   

         超聲焊接/是一種利用高頻機械波將熱塑性材料、無紡布、薄膜或者注射成型制品進行粘合的一種方法。在超聲焊接過程中，20000Hz或者更高頻率的機械振動以一定的振幅施加在頭發絲直徑大小的焊縫中，同時施以焊接壓力，完成焊接過程。  

         超聲波的頻率范圍為20 kHz 到1 GHz，這一頻率人耳是無法聽到的。超聲焊接通常采用的頻率是20、30和35kHz。  
超聲系統怎樣產生高頻振動  

          超聲發生器將線路電壓轉換成高壓/高頻信號輸送到一個轉換器中。在轉換器中，壓電晶體被夾在2片鈦金屬片之間以電信號的頻率振動，由此產生了非常快的機械振動，其頻率達到每秒20000Hz，振幅達到18μm。  

         振幅如何加強  

         對于大多數應用來說，18μm的振幅不足以進行焊接。因此人們連接了耦合器使振幅能夠得以提高。典型的耦合器比例是1:2。超聲焊頭與振幅耦合器相連，zui終振幅能達到80μm，材料被壓縮到焊頭表面和砧板之間。無紡布、薄膜或者塑料部件上的熱塑性分子被熔融、粘合到一起，完成焊接過程。  
       
         改變焊接強度應調節哪些參數  

         振幅和壓力是改變焊接強度2個關鍵的參數。振幅可以通過調節振幅耦合器或超聲發生器來改變，一旦得到了某種材料或某種應用zui適宜的振幅，那么該振幅就應該保持恒定，不要輕易改變。焊接壓力會影響焊接的強度，壓力越輕焊接強度越小，增大焊接壓力會增加焊接強度。焊接壓力要根據預期的接合強度、材料類別、焊接時間或焊接速度以及焊接平面面積來確定。要獲得均一的焊接質量，振幅和壓力必須保持恒定。  

         連續超聲焊接  

         超聲焊接的基本原理適用于所有的超聲塑料焊接應用。連續產品的超聲焊接包括無紡布、薄膜等定制化系統解決方案。  

         連續超聲焊接系統包括一臺刻花輥以及一套超聲系統。該超聲系統置于砧輥之上，砧輥與焊頭之間有一條小縫，需要焊接的材料通過小縫時，焊頭發射出20000Hz的超聲波進行焊接。  
　　                     
         連續超聲焊接系統  

         在膨脹階段，焊頭壓縮砧輥與焊頭表面之間的待焊材料。對于熱塑性材料而言，這種壓縮產生了分子濃縮和表面摩擦，使材料在砧輥凸起的部位有選擇地熔融。在壓縮階段，焊頭與砧輥之間距離更大，使材料能夠高速通過。  

         焊接過程需要的能量與焊頭的振幅和焊接的壓力有關。在振幅保持恒定時，焊接強度可以通過改變縫隙寬度來進行調節。縫隙越寬，焊接壓力越小，焊接強度越小，反之縫隙越窄焊接強度越大。人們通過改變砧輥的設計、焊接平面形態以及焊接性能使焊接系統能夠滿足不同焊接應用的要求。  

         通過MICROGAP控制獲得均一的焊接質量  

         為了確保焊接質量的一致，控制振幅和壓力就顯得十分重要。  

         *的超聲發生器提供了穩定的振幅輸出，這確保了焊頭以恒定振幅振動。連續超聲焊接系統也需要焊接壓力維持恒定，從而在高速焊接時得到均一的焊接質量，同時在材料通過縫隙時還要消除磨損避免燒焦。  

         通過保持焊接縫隙之間的距離，焊接系統能夠維持恒定的焊接壓力。用剛性金屬襯墊取代O型圈能夠更好地維持縫隙寬度的恒定。  

         超聲系統安裝在鑄鐵底座上，與傳統的底座相比能夠降低超聲系統熱膨脹達66％。對于一些應用來說，這種剛性底座以及具有一定壓力負荷的砧輥具有成本上的優勢，完夠滿足生產要求。  

         為了獲得均一的焊接質量和高生產速率，Herrmann公司開發了一套精密的距離調節系統。該系統采用步進馬達，通過一套肘型機構改變焊頭的位置。該系統能夠精密調節焊頭與砧輥之間的距離，從而調節焊接強度。該系統可調節級數為8000級，每一級為0.3μm。  

         熱膨脹的修正  

         在焊接過程中，熱塑性塑料的分子經壓縮和摩擦產生熱量使材料熔融。其中的一部分熱量輻射到焊頭表面和砧輥表面。另外，轉換器、振幅耦合器以及焊頭的膨脹和壓縮都會提高超聲系統的溫度，導致熱膨脹，從而使焊頭與砧輥之間寬度降低。此時保持超聲系統位置不變就有可能引起材料過度焊接或燒焦，zui終將損傷焊頭和砧輥。  

         Herrmann 公司開發了一個產品——MICROGAP控制系統自動補償熱膨脹解決了這一問題。MICROGAP控制器通過一個負載單元實時監控焊接壓力，閉環控制器比較實際壓力與設計壓力之間的值，通過步進馬達調整焊頭的位置以維持縫隙寬度恒定。這一過程保證了焊接質量，同時也降低了焊頭與砧輥之間的磨損。  

         在高速生產線上，帶有MICROGAP控制器的超聲焊接系統能夠進行高質量的焊接，線速度達到500 m/min。  


         更具成本優勢的超聲焊接  

         對比傳統的采用黏合劑粘接的方法，超聲焊接技術更具吸引力，其優勢包括：不再需要各種各樣的黏合劑，因此節約了成本，同時也不會因為黏合劑的引入而造成沖擊強度下降；由于不使用黏合劑，因此也就消除了黏合劑分子與洗劑之間的化學反應，避免了污染，能夠進行潔凈生產；超聲焊接的使用使制品能夠做的更薄，這有利于減少無紡布和薄膜的使用量，從而降低成本，同時也不會因為使用熱熔融的黏合劑而造成薄膜扭曲變形；超聲焊接能夠同時處理多層材料，例如能夠一次焊接 6～12層尿褲材料；超聲焊接的焊接面可以是各種形態，包括圓形、橢圓形等；通過改變砧輥的刻花能夠很方便地改變焊接圖案；能夠在產品上壓上裝飾性的圖案，例如公司的標志或者品牌等。  

         超聲焊接其他一些優勢還包括：安全、即時性強、無停車時間、低能耗等。  

         由于工藝本身的特點，超聲焊接只能加工特定種類的熱塑性塑料。不過隨著科技的進步，一些非熱塑性塑料也能夠通過超聲焊接進行加工，超聲焊接的使用范圍變得越來越廣泛。  

         與傳統的黏合劑粘接方法比較，超聲焊接是一種理想的解決方案。制造商們不再依賴于各種類型的黏合劑進行粘接，從而節約了成本。同時，超聲焊接是一種可靠且可以操控的生產工藝，因此，*的超聲焊接系統能夠滿足今天高速、高質量的生產要求。