超声波变幅杆材质对焊接强度的影响分析

徐中，黄禹,，陈志，丁斌（.华中科技大学制造装备工程中心，湖北 武汉 430074；.广东顺威精密塑料股份有限公司，广东 佛山 58305）



超声波变幅杆材质对焊接强度的影响分析

徐中1，黄禹1,2，陈志1，丁斌2
（1.华中科技大学制造装备工程中心，湖北 武汉 430074；2.广东顺威精密塑料股份有限公司，广东 佛山 528305）

摘要：变幅杆作为超声波焊接加工的重要组成部分，主要用于超声波焊接加工中能量的传递与放大，而传导到焊接面上的能量与焊接得到的焊缝强度具有直接的影响。变幅杆能量传递的效率不仅取决于变幅杆的设计方式，同样与其材质具有重要的关系。针对不同材质的变幅杆，例如铝合金、低碳钢、不锈钢和钛合金，采用单因素分析方法，分析了其变幅杆材质与超声波焊接强度的关系。实验结果表明，采用钛合金的变幅杆其焊接得到的焊缝强度最高，其次依次为低碳钢、铝合金和不锈钢。

关键词：超声波焊接；焊接强度；变幅杆；因素分析

超声波塑料焊接凭借其焊接速度快、焊接质量高的特点在塑料焊接领域中，特别是复杂曲面的塑料模具焊接中，得到了广泛的应用[1-3]。超声波焊接一般由超声波发生器、换能器、变幅杆、焊头及配套的夹具组成，其中变幅杆在超声波焊接加工中主要起到能量传递与放大的作用。超声波的原始振幅一般很小，通常只有几微米，而实际加工应用中所需要的振幅在几十到几百微米左右，所以通常需要通过变幅杆将其振幅放大，并且变幅杆还可以起到机械阻抗的作用，在换能器与负载之间进行阻抗匹配，使超声波能量更有效地从换能器向待焊接面传递[4～7]。……