超声波焊接技术是塑料焊接领域常用的技术，因为它具有经济、可靠、易于自动整合的优点。与传统热源直接接触塑料产生热量的方式不同，超声波焊接是通过摩擦产生热量。

1.振幅、频率和波长

在超声波焊接中，纵波以高频形式传递，产生低振幅的机械振动。焊接机的电能转化为往复运动的机械能。为了理解振幅、频率和波长之间的关系，以及它们与热量产生的关系，我们需要认识一下超声波焊接机的主要部件。

如上图所示，超声波焊接机的主要部件有电源发生器、换能器、调幅器（有时也叫做变幅杆）和焊头。电源发生器将50-60Hz，电压为120V/240V的电源转换为运行在20-40Khz，电压为1300V的电源。这些能量提供给换能器，换能器利用圆盘形的压力陶瓷将电能转化为机械振动，即高频电流通过压力陶瓷，压力陶瓷会产生应变位移。

转换器将振动传递给调节器。调幅器扩大超声波振幅，继续传递给焊头。焊头继续放大超声波的振幅，并与零件接触。

最终，能量传递到装配的两个零件的焊接筋位置。由于焊筋是尖点设计，能量集中在尖点位置，同时在压力作用下摩擦生热。这种热量是由两种摩擦产生的，一种是上下部件材料之间的表面摩擦，另一种是材料内部分子之间的摩擦。正是摩擦产生的热量，上下部件在焊接位置熔化连接。

2.理解加热速率

在同一材料中，决定加热速度的素:频率、振幅和焊接压力。对于15Khz、20Khz、30Khz或40Khz等现有设备，频率是固定的。因此，加热速度通常可以通过焊接压力来改变。通常，压力越大，加热速度越快。另外，你也可以改变振幅，同压力一样，振幅越大，加热速率越快。当然，过大的压力和振幅也会对焊接质量产生不利影响，例如导致材料降解、泄露、裂纹和溢料等。因此，超声波焊接需要优化工艺参数的过程。参数确定后，焊接过程可达到稳定产出，速度快，焊接强度大。因此，超声波焊接广泛应用于大量生产。

3.时间，距离，功率和能量

焊接所需的热量取决于材料类型、焊缝设计和设备规格。控制热量的传统方法是通过时间模式来焊接，即焊接一定时间，例如0.2-1s（一般小于1s）。然而，如今的超声波焊接设备，往往还可以设置并监控焊接距离、功率和能量。在经过适当培训的操作员，也可以根据实际情况和不同材料进行参数调整，从而得到一致的焊接结果。这也大大提高了焊接的灵活性和可靠性。