基本信息
中文名：自動化超音波焊接機
拼音：zi dong hua chao sheng bo han jie ji
英文名：automatic ultrosonic welding machine
商品名：超音波塑焊機、超音波熔接機
套用範圍
超音波焊接機主要用於熱塑性塑膠的二次連線，相比其他傳統工藝（如膠粘、電燙合或螺絲緊固等），
塑膠焊接樣品超音波塑膠焊接設備被廣泛套用於醫械、包裝、汽配、漁具等行業，如醫療過濾器及血漿分離杯、自封袋、塑膠酒瓶蓋、洗碗機水輪、塑膠玩具、車燈、塑膠假魚餌、充電器外殼和手機吊帶的焊接、一次打火機外殼的焊接等等，製造車身塑膠零件，汽車車門、汽車汽車儀表、車燈車鏡、遮陽板、內飾件、濾清器，反光材料、反光道釘、保險槓、拉索、機車用塑膠濾清器、散熱器、制動液罐、油杯、水箱、油箱、風管、尾氣淨化器、托盤濾板等；塑膠電子：預付費水錶電錶，通訊設備，無繩電話，手機配件，手機殼，電池殼，充電器、閥控式密封維護鉛酸蓄電池 ，３寸軟碟，隨身碟，SD卡，CF卡，ＵＳＢ接外掛程式、藍牙等；玩具文具：資料夾，相冊，折盒，PP中空板，筆套，墨盒，硒鼓等；醫用日用：醫用血袋、輸液袋、尿袋，手錶，廚具，口服液瓶蓋，點滴瓶蓋、手機飾件，金柔刷，日用品，衛生用品，兒童用品，空氣床墊，衣架，刀柄，園藝用品，櫥具潔具，花灑，金柔刷，淋浴頭，防偽瓶蓋，化妝品瓶蓋，咖啡壺，洗衣機、空氣除濕機，電熨斗、電水壺、吸塵器，音箱金屬面蓋及土木格柵等。
超音波焊接基本原理
通過上焊件把超聲能量傳送到焊區，由於焊區即兩個焊接的交界面處聲阻大，因此會產生局部高溫。又由於塑膠導熱性差，一時還不能及時散發，聚集在焊區，致使兩個塑膠的接觸面迅速熔化，加上一定壓力後，使其融合成一體。當超音波停止作用後，讓壓力持續，有些許保壓時間，使其凝固成型，這樣就形成一個堅固的分子鏈，達到焊接的目的，焊接強度能接近於原材料本體強度。
超音波焊接套用方法
熔接法：以超音波超高頻率振動的焊頭在適度壓力下，使二塊塑膠的接合面產生磨擦熱而瞬間熔融接合，焊接強度可與本體媲美，採用合適的工件和合理的接口設計，可達到水密及氣密，並免除採用輔助品所帶來的不便，實現高效清潔的熔接。
鉚焊法：將超音波超高頻率振動的焊頭，壓著塑膠品突出的梢頭，使其瞬間發熱融成為鉚釘形狀，使不同材質的材料機械鉚合在一起。
埋植：藉著焊頭之傳道及適當之壓力，瞬間將金屬零件（如螺母、螺桿等）擠入預留入塑膠孔內，固定在一定深度，完成後無論拉力、扭力均可媲美傳統模具內成型之強度，可免除射出模受損及射出緩慢之缺點。
成型：本方法與鉚焊法類似，將凹狀的焊頭壓著於塑膠品外圈，焊頭髮出超音波超高頻振動後將塑膠溶融成形而包覆於金屬物件使其固定，且外觀光滑美觀、此方法多使用在電子類、喇叭之固定成形，及化妝品類之鏡片固定等。
點焊： A、將二片塑膠分點熔接無需預先設計焊線，達到熔接目的。B、對比較大型工件，不易設計焊線的工件進行分點焊接，而達到熔接效果，可同時點焊多點。
切割封口：運用超音波瞬間發振工作原理，對化纖織物進行切割，其優點切口光潔不開裂、不拉絲。
力勁設備信息
全自動超音波醫用過濾器焊接機機器參數：
型號：2009
超音波頻率：20K
功率：900W
電源電壓：220V-240V，50-60Hz
氣壓：0.5 kg/cm2
產能：50個/分
重量：400 KG
外觀尺寸：1600 x 1500 x 2000MM
特點以及功能：
1、本機為高度自動化的機器，分為過濾紙的裁切以及過濾器焊接兩個部分，兩道工序同時進行：過濾紙的上料、切料、退料全由機器自動化完成；同時上下蓋自動上料，機械手取放，轉盤式超音波自動焊接，自動出料；
2、轉盤式超音波自動焊接，適用於批量生產和自動化生產環境；
3、超音波系統、電氣配置以及控制部分均採用原裝進口配件，並由伺服電機控制；
4、本機採用三菱PLC程式控制，機構採用合金鋁型材。
機器參數：
型號：1526
頻率：20KHZ
電壓：220V
輸出功率：2000W
外觀尺寸：1500*1500*1850mm
重量：280KG
機器特點：
1. 能批量處理被焊接塑膠件，每次焊接時間0.01—9.99秒，不需要人工拿放，不停機；
2. 焊接時不需要任何輔材、化學溶濟；
3. 機身防後仰加同軸直壓式設計，壓力施加均衡；
4. 各主要主電器元件、優質進口件組裝，原裝進口壓電陶瓷換能器，模具採用CNC加工中心製作模具；
5. 採用直觀觸控螢幕，採用中英文雙語言模式、電腦控制系統，數字式焊接參數設定，具抗干擾能力，精確度可達到0.01秒；
6. 自動轉盤式多工位超音波塑焊機擁有PLC精密控制電路，自動過載保護系統；
7. 採用台灣高精密分割器，採用數字碼精控開關，1/100準確設定；
8. 四點式平衡調節，簡易調節焊頭；長方形立柱、圓柱可選，導向軸承，精密微調；
9. 空載、免載時均有諧振，無須調節焊頭頻率；高Q值換能器（振動子），有強功率輸出；
10. 採用渦輪轉動輕鬆調節機身行程，合金鋼變輻桿；
11. 採用自動收送保護膜，不需人工放置。
套用行業：
塑膠電子：預付費水錶電錶、通訊設備、無繩電話、手機配件、手機殼、電池殼、充電器、閥控式密封維護鉛酸蓄電池、３寸軟碟、隨身碟、SD卡、CF卡、ＵＳＢ接外掛程式、藍牙；
玩具文具：資料夾、相冊、折盒、PP中空板、筆套、墨盒、硒鼓；
醫用日用：手錶、廚具、口服液瓶蓋、點滴瓶蓋、手機飾件、金柔刷、日用品等。
機器參數：
型號：1526
電壓：220V
重量：180KG
頻率：15KHZ
輸出功率：2600-3200W
外觀尺寸：800*1000*1850mm
機器特點：
1.原裝日本進口換能器，輸出強勁穩定；
2.機身防後仰加同軸直壓式設計，壓力施加均衡，提高焊接精密度；
3.主要電器元件、零部件優質進口件組裝；
4.人性化隔音設計，有效控制音波傳播。
機器參數：
型號：1542
頻率：15KHZ
電壓：220V
輸出功率：4200-5600W
外觀尺寸：800*1000*1850mm
重量：200KG
熔接面積：300-320mm
機器特點：
1.原裝日本進口壓電陶瓷換能器，輸出強勁穩定；
2.機身防後仰加同軸直壓式設計，壓力施加均衡，提高焊接精密度；
3.4200W---5600W超強功率輸出，適合大型塑膠製品焊接，焊接效果佳；
4.主要電器元件，零部件優質進口件組裝；
5.人性化隔音設計，有效控制音波傳播。
超音波熔接材料與特性
ABS
丙烯晴丁二烯
苯藝烯共聚物，質輕，兼具軔性，剛性與耐化學品性，用途廣泛，此材質導熱性佳，特別適合超音波溶接。
General purpose ps
一般聚苯乙烯,比重輕，對水及化學物之抗蝕性強，安定、絕緣性佳，特別適合於射出及押出成形，常用於玩具、裝飾品、盂洗設備、磐子、透鏡、浮動輪等的製造。由於彈強性係數高，適合超音波熔接。
Acrylics
壓克力,硬度大、耐重擊、不受酸之作用，有高度光學明晰性，著色性良好，常用於汽車尾燈、義錶板、獎章、水龍頭把手等。用於超音波溶接時，須注意衰明度問題。
Impact ps
耐重擊聚苯乙烯
Acetal
縮醛,抗張及耐壓強度高，耐磨性佳，最具強軔及強性，常用作接練、螺絲、軸承、滾筒、廚房用具等，因磨係數低，用超音波熔接時需高振動幅度及較長的熔接時間。
20-30% glass Filled PS
玻織強化聚苯乙烯
Celluloeics
酯酸織維性物質，超音波振動時材質易變化變色，接觸面不易吸收能量，熔接較困難。
unmodified PP
聚丙烯 ,比重輕，有良好絕緣性，強度高，能耐熱及化學劑的侵蝕，抽絲後可製成繩綱等織品。製品有玩具、行李箱、音樂外殼、電氣絕緣物、食品包裝等。本材質因彈性係數低，易衰減聲波振動，較難熔接。
影響超音波焊接效果的因素
1、塑膠材質；
2、導能點的設計；
3、校模的準確性；
4、工件周圍之溫度；
5、焊頭之設計；
6、焊頭的按振幅；
7、底座的設計支撐；
8、接觸面或交面的設計；
9、工作物的外形和尺寸；
10、側壁和交面的水平厚度；
11、表面清潔與處理(如烤漆或電鍍)；
12、傳送到工件物上的能量；
13、不同材質塑膠的調合性；
14、內外在的阻尼因素,如治具底座或內裝物之阻礙。
超音波焊接機的使用問題與原因分析
超音波模具架設不準確、受力不平均解析：在一般認為超音波作業時，產品與模具表面只要接觸準確就可以得到應該的熔接效果，其實這只是表面的看法，超音波既然是摩擦振，就會產生聲波傳導的現象，我們如果單只觀察硬體（模治具）的穩合程度，而忽略了整合型態的超音波作業方式，必定會產生捨本逐末或誤判的後果，所以在此必須先強調超音波熔接的作業方式是傳導音波，使成振動摩擦轉為熱能而熔接。這時候超音波模治具的穩合程度、產品截面的高低、肉厚、深淺、材質和組織，必定無法是百分之百承受相同的壓力。另一方面上模（Horn）輸出的能量，每一點都有其誤差值，並非整個面發出的能量都相同。就這整體而言，勢必產生產品熔接線熔接程度的差異。所以也就必須作修正，如何修正，那就是靠力勁超音波熔接機本身的水平螺絲，或是貼較薄的膠帶或鋁箔來克服了。
焊接產品質量不穩定解析： 質量無法穩定最主要因素是輸出功率不能穩定，以導致無法形成穩定的摩擦熱能。而如何讓功率輸出穩定？此乃決定於 <1>機台輸出功率；〈2〉HORN 擴大比；〈3〉氣壓源；〈4〉電壓源等四項。 1、機台輸出功率 ＋HORN擴大比率＝實際可用功率。由此可知在一定產品實施超音波熔接時，於規劃與設計的觀點而言，機台輸出功率愈強，相對 HORN的擴大比所設計的也愈小。 反之機台輸出功率愈小， HORN設計的擴大比也愈大。例如 ： 2200W的超音波熔接機，HORN的擴大比是2.5 倍。換成 3200W超音波熔接機時，HORN的擴大比可能只要1.5倍即可。然而並非強調超音波焊接機輸出的功率要大，而是要對一項塑膠產品實施超音波熔接時，給予最適合的環境作業，其間尚需考慮成本的預算，產品的功能需求，熔接標準等考慮再來規劃出完整的工作設備與超音波使用技巧。 2、在了解上述各種影響超音波熔接質量的關鍵性原因後，工程師在設計時，首當熟悉並評估1. 產品質量要求功能標準；2.現有超音波設備。3. 決定產品設計的形態、技巧如超音波導熔線、產品定位、材質。因為既然可用設備資源已經固定，那就必須用產品設計的技巧來配合現有可用的設備才是正確的。4、在我們確定人為因素（1 ~ 2項）都無問題時，會發生質量不穩定現象，那肯定一個事實：即氣壓與電壓產生的影響。在我們多年來處理質量不能穩定現象時，也同時發現，在工作時間內無法達到的質量標準，卻在大家都下班，停止電壓、氣壓多數同時使用時，意外的達到質量要求標準。因此也發現多人或多單位使用共同的氣壓與電壓源時，由於空氣壓縮機通常我們會設定空氣儲存筒裡面的氣壓低於2 ~ 4kg的情況時再自動打氣充填這是一項形成的誤差原因。而氣壓源經過管路到達熔接機時，由於熔接速度快，第一次超音波熔接的氣壓與第二次或第三次存留於管路的氣壓亦形成誤差，如此將形成周期性或非周期性的質量異動。而電壓也由於電力公司輸出同時供數百萬人都有機會同時使用，此時產生的電壓降也不是我們所能控制，如此氣壓與電壓的變數，確確實實的造成能量輸出的變化，而影響精密質量的重要因素。當然必須列為診斷項目。 對策：欲需求較高之質量，如產品對需求 0.02m/m 以下，或熔接線熔合狀況需在90%以上，設計工程師依其規劃順序，則必須 1. 熟悉超音波熔接設備；2. 決定產品功能；3.熟悉超音波與塑膠熔接對應關係；4. 儘可能增添穩壓設備。
超音波熔接條件配合不當解析： 超音波作業的條件是指機台的輸出功率（段數）、壓力（動態壓力與靜態壓力）熔接時間、硬化時間、延遲時間等諸元的設定。我們依超音波導熔線為例來說明。在我們實施超音波熔接時，如果壓力太大，氣缸下降緩衝太快，易把超音波導熔線壓平，雖然看似產品已經密合，但因導熔線，已經受擠壓而下陷，失去了導熔效果，形成塑膠面與面的強迫熔接，而非三角形點的導引熔接，所以產生假象的熔接。
超音波機台輸出能量不足解析：客戶在購買超音波熔接機時，通常較難預料未來產品發展的規格，所以會遇到較大產品對象超出超音波標準熔接的情形。此時在不增加成本的預算下，只得以現有設備來作業生產。碰到此種用小機台作大對象的情形，通常採取的方式有分好幾次熔接、增加超音波輸出功率（增加段）或增加熔接時間、壓力等。然而這也產生了質量不穩定的現象，因為電壓與氣壓直接影響到超音波輸出功率的穩定性。也就是說上班或尖峰時間，使用超音波作業的產品質量，與大家都下班後的質量穩定是不相同的。然而大家都下了班再使用超音波，那就不是工作效率了。所以這時採取的對策就是氣壓源採取獨立方式；要求在 0.02m/m 以下之產品在超音波機台加裝穩壓設備；調整出力段數、增加功率，但一般狀況超音波作業時功率輸出最好能掌握在 2~4 段之間，如一定要在 5~6 段作業，則生產作業時間必須儘量縮短，以避免零件、振動子的損耗。增加能量擴大器（Horn上模）的擴大。但擴大程度如果超出４：１，將對Horn本身、音波、電流有極大的影響
塑膠產品材質配合不當解析：每一種塑膠材質的熔點，各有不同，例如ＡＢＳ塑膠材質的熔點約115℃，耐隆約175℃、ＰＣ之145℃以上、ＰＥ約85℃為例：ＡＢＳ與ＰＥ二種材質的熔點差距太大，超音波熔接勢必困難。而ＡＢＳ與ＰＣ二種材質，亦有差距，但已非前項差距如此之大，是以尚可熔接，但在超音波功率相同，能量擴大相同的情況下，相異的塑膠材質，絕無法比相同材質的熔接效果好。
機器保養
1、空氣濾淨器中的積水，應在滿溢前及時排放；
2、焊機每使用滿一月，滑動部位應揩試乾淨，重新塗上優質潤滑油脂；
3、清潔焊機側板、表面時嚴禁使用各種熔劑，應使用中性洗滌劑，輕輕擦試；
4、每隔半年應以乾燥之壓縮空氣吹淨機內塵埃。
