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超声波塑料焊接利用声学（机械声波）产生摩擦热并在塑料材料之间产生分子键。超声波焊接过程控制的本质是机械振动。我介绍了使用特定振幅，力和持续时间的塑料零件。一些研究认为，融化速度的一致性直接影响粘结强度。接头速度分布更线性，稳定的融化速度，更均匀的熔体分子结构和更牢固的焊接。焊接速度，焊接功率和作用力的图形分析已成为固定的问题，其中包括焊缝不一致，焊接强度差以及非常有效的非气密密封工具。它还有助于检测与声学烟囱，电源和气动系统设备有关的维护问题。如今，计算机控制的超声波焊接设备提供了焊接曲线，可直观显示焊接过程。这是了解和优化焊接过程的好工具。图1是典型的焊接过程力，功率和连接速度的曲线。该图的右侧显示了压装能量导向器（蓝色）（红色）时的焊接进度。由振动和压力产生的摩擦热触发能量控制器和接触点上的匹配部分的顶点融化。熔体继续流动，直到焊接表面均匀地连接在一起。速度的降低和接头速度分布曲线的平坦化共同表明此时可以终止焊接。摩擦热由焊接机电极臂的振动幅度和焊接过程中施加到部件上的力控制。振幅和作用力越大，塑料中的摩擦加热越大。接头速度分布将取决于塑料材料（Amor形状或半结晶状），焊接区域或接头设计以及某些组件的整体尺寸和形状。无定形树脂具有逐渐的玻璃化转变阶段（软化和熔体流动），这导致结速度曲线的斜率上升较慢。在较长的焊接时间，可以使用较小的振幅和力来实现成功的粘结。对于无定形树脂，振幅和力的范围通常非常宽。半结晶材料进入其结晶阶段，该阶段具有无定形相，首先通过它们，然后才明确定义熔点。需要更高的振幅和力才能实现所需的熔体流动。实现焊接的幅度和作用力范围非常狭窄。将速度曲线与生成的焊接强度，破裂压力和外观零件的测试数据结合起来，可帮助过程工程师调整焊接幅度和强度。研究表明，焊头在焊接过程中的恒定连接速度会产生更均匀的分子键和更牢固的焊接。改变幅度和作用力将影响接合速度曲线的斜率。另外，如果没有足够的摩擦热来保持塑料在整个循环中以相同的速度流动，这在接头速度分布中将很明显。随着连接速度（斜率）的变化，工艺工程师可以增加焊接力以保持塑料的恒定流动。目的是调整振幅和焊接力，以使接头速度分布尽可能线性。功率分布曲线直观地记录了在整个焊接过程中保持相似的恒定振幅所需的功率，以保持汽车发动机加速和恒定速度所需的马力。此信息以毫秒为间隔记录。电源的尖锐峰值，具有最大发电机功率的过大功耗或焊接周期中的不稳定功耗会对强度，可靠性和焊接重复性产生负面影响。由于较高的振幅和/或力需要较高的功率水平，反之亦然-功率曲线可以显示焊接系统是短路还是过载。指纹过程通过使用这些实时焊接图形，工程师现在可以“可视化以优化”其焊接过程。一旦优化，就可以记录并存储焊缝的“指纹”，以用于特定的组装过程。审查所有关键数据，例如深度RPN（实际焊接深度），焊接时间，焊接能量，峰值功率，触发位置和最终焊接位置，以确定过程的可重复性和控制极限。这些过程限制会在未达到预期的焊接质量时提醒操作员或制造工程师。一旦建立了优化的焊接工艺，就可以将焊接过程中的数据和图形存储为基准（请参见图2）。然后将所有后续焊接周期与参考值进行比较。作为故障排除工具，此信息对于分析问题非常有用。今天，一些计算机控制的焊接系统提供了力校准，下降速度校准，线性编码器（行程）校准和振幅校准。这可以轻松确定问题是否与超声焊接或塑料零件有关。力曲线的差异将提醒工程师确认焊机的气动系统是否正常工作。测力计测功机可用于验证和校准焊接力。下游速度校准将验证气动系统或机器的滑动速度是否有外部影响。阀门，气缸，调节器和滑动摩擦可能会影响连接速度，并会导致焊接过程不一致。功率分布的差异将表明在焊接周期中的某些点需要更大或更小的功率。解决这个问题最有意义的焊接工艺图是添加流速曲线。这是零件连接时实际熔体流动的真实指示。坡度的突然增加可能表明接缝材料已被压出，并且零件在不经意间彼此滑动（冷成型）。这也将随着喇叭振动的阻尼减小和功率输出减小而减小。最常见的示例是在缝或剪切缝中支撑不当的侧壁。斜率值的减小意味着速度的降低，因为合资企业的所有细节都由于此过程而被用尽。另外的能量用于预定连接区域之外的融化区域。这会导致应力开裂，并在号角上产生局部标记或刮擦。伴随功率“峰值”的速度降低可能指示发电机的功率输出可能不足以进行预期的焊接。由于来自发电机的功率需求与焊接力和振幅成正比，因此工艺工程师可以验证和校准该力，并使用光子传感器或激光测量系统来记录喇叭表面上的实际振幅振幅。如果无法达到目标幅度，则可能是声音叠加（转换器，调压器，焊头）出现问题。这些产品可以单独更换以确定问题区域，也可以对其进行测试以确定根本原因。大多数超声制造商将免费执行此评估。为了找到导致焊接质量和一致性问题的根本原因，还应检查塑料零件本身：尺寸公差，模内应力，材料降解，翘曲和下沉是否有变化？在配合零件和零件的零件（角和嵌套）中寻找气密性的腔间变化。其他考虑因素包括脱模剂或连接区域外部的污染，以及由于制造商或再生料水平的变化而导致塑料材料可能发生变化。

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