超声波的特性
从超声波焊接的角度，超声波具有三个非常重要的特性，这三个特性与超声波的焊接质量密切相关，是超声波焊接过程中发生的诸多现象的根源。理解这三个特性有助于理解超声波焊接的工艺要求，产品设计工程师从而可以正确的设计超声波焊接结构来满足超声波焊接的工艺要求，提高超声波的焊接质量。相较钴酸锂、磷酸铁锂和锰酸锂电池，三元锂电池具备能量密度高、电压平台高、振实密度高、循环性能好、电
模具焊接治具
超声波的特性
从超声波焊接的角度，超声波具有三个非常重要的特性，这三个特性与超声波的焊接质量密切相关，是超声波焊接过程中发生的诸多现象的根源。理解这三个特性有助于理解超声波焊接的工艺要求，产品设计工程师从而可以正确的设计超声波焊接结构来满足超声波焊接的工艺要求，提高超声波的焊接质量。相较钴酸锂、磷酸铁锂和锰酸锂电池，三元锂电池具备能量密度高、电压平台高、振实密度高、循环性能好、电化学稳定等特性，在提升新能源汽车的续航里程方面有着明显优势，同时还具有输出功率比较大，低温性能好，可适应全天候气温等优点。
超声波的三个特性、产生的焊接现象、及其对塑胶件结构设计要求如表1所示:
1) 能量大；超声波能够产生的比声波大得多的能量，这是超声波能够对塑胶件件进行焊接的基础，同时这也是超声波焊接强度较高的根本原因；正由于其产生巨大能量的能力，超声波甚至能够进行金属零件的焊接；4、大功率超声波焊接机焊接时塑料不一定会融化，要具体调节参数。而在另一个方面，恰恰由于能量大，超声波有可能对焊接界面造成；同时可能对塑胶件其它部位或者塑胶件上已经装配的其它零部件造成损坏。
2) 方向性好，几乎是直线传播；为了减少稀释，降低熔合比或控制不同金属母材的熔化量，通常可选用热源能量密度较高的电子束焊、激光焊等离子弧焊等方法。由于超声波的波长很短，衍射效应不显著，所以可以近似地认为超声波是沿直线传播，即传播的方向性好，容易得到定向而集中的超声波束。因此，这要求超声波焊头与焊接零件保持足够大的接触面积，保证超声波能能够传导到焊接界面。同时，如果在传播方向上存在孔洞等，超声波就难绕过孔洞传导能量，这也是超声波结构设计时需要注意的地方。
3) 衰减性；异种金属扩散焊时加入中间层材料，在很低压力下加热使中间层材料熔化，或与被焊金属接触形成低熔点共晶体，此时形成的薄层液体，经一定时间的保温过程，使中间层材料全部扩散到母材中并均匀化，就能形成没有中间材料的异种金属接头。尽管超声波的穿透能力强，但超声波在物体里传播始终都存在着衰减，传播的距离越远，能量衰减越厉害。另外，在不同的塑料中，超声波能量的衰减程度不一致。例如，在无定形塑料中，如ABS，其能量衰减程度较小，两个ABS塑胶件即使是远程焊接也能保证焊接质量；在半结晶塑料中，如PA66，超声波能量衰减程度大，超声波传播距离较短，很难保证远程焊接的质量。
超声波焊接的局限性
尽管超声波焊接有众多的优点，但超声波焊接也有一定的局限性，在选择超声波焊接工艺之前和进行超声波焊接塑胶件零件设计时，产品设计工程师必须清楚了解超声波焊接的局限性，并通过合理零件设计来避免超声波焊接缺陷的产生、提高焊接的质量。
1) 材料的限制性；超声波焊接并不能够焊接所有的塑料，这是超声波焊接局限性。有的塑料焊接性能好，有的塑料焊接性能差；焊接接头的化学成分和金相组织的差异，带来了焊接接头力学性能的不同。而且超声波焊接一般仅适合于同一种或者类似塑料之间的焊接。如果两个塑胶件材料不同，多数时候超声波焊接无能为力。因此，一旦选定超声波焊接工艺，就不能轻易更改零件材料。有工程师曾经向笔者反映，为何ABS材料的两个塑胶件进行超声波焊接时，焊接质量非常好，但由于其它设计要求，把一个塑胶件的ABS材料换成PBT，就很难焊上？就是这个原因。
2) 不可拆卸性；超声波焊接是不可拆卸性连接，无法进行返工；一旦两个零件通过超声波焊接装配成一体，如果发现产品出现质量问题，就无法进行返工。
3) 零件大小和形状的限制；中小型的塑胶件适合超声波焊接，尺寸一般小于250X300mm，较大的零件可能需要多个焊接工序。而且超声波焊接一般适用于形状比较单一的塑胶件，形状复杂的塑胶件有可能焊接质量较低。
4) 超声波的能量很大，在焊接过程中有可能造成塑胶件本身因为强度不够而发生损坏，同时也可能造成产品内部其它零部件损坏。因此，在进行产品设计时，尽可能增加塑胶件的强度和产品内部其它零部件的强度，或者将零部件远离焊接区域，尽量把强度不高的其它零部件安排在超声波焊接工序之后再进行装配。电子行业：主要生产电源、适配器、充电器、手机外壳等众多与塑料相关产品。
5) 超声波对于人的听力有伤害，应准备好劳保用品。
塑料的超声波焊接性能
塑料分为热固性塑料和热塑性塑料。热固性塑料可塑但不可逆。次加热时可熔化流动，加热到一定温度，产生化学反应，交联固化变硬而形成固体；但这种变化时不可逆的，当重新受热加压时，热固性塑料不能再次熔化。因此，超声波焊接不能焊接热固性塑料。热塑性塑料可塑又可逆；在奥氏体焊缝与珠光体母材之间存在一个马氏体过渡区，该区韧性较低，是一个高硬度脆性层，也是导致构件失效破坏的薄弱区，它会降低焊接结构的使用可靠性。当加热形成固体后，其内部结构仅经历形态的变化，是可逆的；重新加热和加压时，能够重新熔化并再次形成固体。超声波焊接能够焊接大部分的热塑性塑料。
热塑性塑料又分为无定形塑料和半结晶塑料，由于二者的分子结构和排布不同，二者的超声波焊接性能又有所差别。
无定形塑料的分子结构呈随机分布，没有一个明确的熔点Tm，其在一个很广泛的温度范围内逐步软化、熔化和流动；在需耐冲击或以及焊接填充塑料或者埋植金属嵌件时，需用钢焊头。而不是一旦加热到某个温度就立即从固体熔化，然后又立即固化。无定形塑料这种特性非常易于传导超声波振动能力，能够在较大的压力和振幅范围内进行超声波焊接。
半结晶塑料的分子结构在局部呈规律性分布，有一个明确的熔点Tm，在温度达到熔点之前，半结晶塑料始终保持着固态；当温度达到熔点后，整个分子链立刻开始运动，并立即固化。无定形塑料和半结晶塑料的熔化过程区别如图所示。
半结晶塑料呈规律性分布的分子结构类似于弹簧，非常容易吸收高频的超声波振动能量，使得能量很难从焊头传导到焊接界面，必须有足够大的超声波能量才能使得半结晶塑料熔化。因此，相对于无定形塑料，半结晶塑料比较难焊接。为了使得半结晶塑料获得较高的焊接质量，往往需要考虑更多的因素，例如，较高的振幅、合适的焊接界面设计、焊头的接触、焊接的距离以及焊接夹具等。无定形塑料和半结晶塑料的超声波焊接难易程度如表2所示。与熔焊相比，在焊接异种金属接头时压焊具有一定的优越性，只要接头形式允许，焊接质量又能满足要求，采用压焊往往是比较合理的选择。
超声波焊接可以一次焊接多个熔接面吗？
塑胶件装配时，会出现上盖/本体/底壳需要焊接，也就是有两个不同焊接面需要同时压接，有些朋友就疑问塑胶外壳用超声波焊接机能同时超上壳中框下壳吗？也就是3个塑料件（两层结合面）能不能同时焊接好的问题？
只要高度差不要太大，同时焊接，牢度肯定是可以的，但是会出现靠近上焊头位置牢度大于底壳，即：一面溢胶严重，而另一面有焊缝的情况。出现这种情况的原因：超声波焊接机原理是高频振动，越靠近上焊头位置能量越大，而随着距离变长，能量会逐渐稀释。大部分超声波能量被层结合面吸收，而传递到第二层结合面的超声波能量就比较小了。建议：针对产品外观要求较高的塑料件还是分二次压接的好；为了减轻这类不利影响，必须控制和缩
