超声波塑料焊接的导熔与预热原理

超声波塑料焊接可以焊接一切热熔性塑料制品，那么其中的焊接过程时如何实现的？今天就和大家探讨一下超声波塑料焊接的导熔与预热的基本理论。

一般塑料产品的厚度约在2~3mm，若产品的上盖与下盖要结合，通常有锁螺丝、化学溶剂、超声波、热熔等方式，但目前环保的重要性日益突出，耗费人工与成本的锁螺丝、有环保与健康顾虑的化学熔剂，几乎已被超声波或热熔所取代，因为这两种熔接模式，尤其是超声波，它可以在0.2～0.8秒内完成熔接的效率，目前也唯有超声波与热熔才更符合目前科技化的产业结构。

虽是如此，但要在厚度2～3mm甚至更厚的塑料产品实施超声波熔接是有一些问题存在的，因为超声波是以快速振动摩擦产生热能，使瞬间高于塑料材质熔点让其熔融，并利用1~6kg的空气压力与0.3～0.6秒的硬化时间完成熔接，但我们会发现超声波能量加于塑料产品表面时间愈长、压力愈大，并不一定能达到熔接效果，只会造成产品表面烫伤、溢料，甚至破坏产品内部结构。因为超声波能量虽然可在极短时间分布整面，但塑料2mm以上的厚度，要使塑料完全熔合，绝不是0.2～0.8秒的超声波能量及1～6kg的压力所能达到的。

超声波所发出的能量可以极快速的传导振动，在0.2~0.8秒内分布于300mm整面的塑料产品上，但要达到上盖与下盖的塑材至熔合状况，热源若无法导引到可破坏塑料分子结构，要熔合是很困难甚至于不可能的。因为面与面的摩擦，虽然可以借助急速摩擦振动产生热能，却无法达到破坏端面材料分子结构进行熔合的程度，就算加到上百千克的压力，也无法让塑料材质产生熔溶的状态。这也是我们在进行超声波熔接作业时，常发现为何已经增加熔接压力与超声波功率（段数），却仍无法达到熔接效果，反而因过大的压力使产品产生变形或外观受伤。

主因就是在“超声波导熔线的设计“与“加工条件的设定“上。没有开设导熔线，来用点破坏面的材质分子结构。超声波导熔线如果不是呈Δ型，用尖点来导熔，也得不到有效率的熔接。因为熔接时间与熔接压力将会随着超声波导熔线的尖度成反比，亦即导熔线愈尖，熔接时间与压力就可愈低，产品外观愈不会受伤与变形。

而在超声波熔接加工作业中，也有因求生产速度，而忽略了想焊接产品的前1~2mm时，需要缓冲其下降速度，来使导熔线得到预热及柔顺吸收超声波能量的效果，以致压扁导熔线，这和不开设导熔线没有差别。所以我们所论述这超声波的『导熔与预热』原理技巧，将是决定塑料产品在实施超声波熔接时成效的关键所在。

了解到超声波塑料焊接的导熔与预热基本理论，相信大家对超声波焊接也有一定的理解，在使用超声波塑料焊接机时，要注意过程控制，让产品能达到理想的焊接效果。

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