目录；摘要......................；引言......................；1.超声波的基本原理及传播特点.........；1.1什么是超声波...............；1.2超声波的基本原理.............；1.2.1压电效应及脉冲超声波的产生......；1.2．2超声波波形..............；1.
要 ......................................................... 2
引言 .......................................................... 3
1.超声波的基本原理及传播特点 ................................... 4
1.1什么是超声波 .............................................................................................. 4
1.2超声波的基本原理 ...................................................................................................... 4
1.2.1压电效应及脉冲超声波的产生 .......................................................................... 4
1.2．2超声波波形 ............................................................................................................. 5
1.3超声波传播的特点 ...................................................................................... 6
2.超声波的应用 ................................................. 6
2.1超声波在制浆造纸中的应用 ...................................................................... 7
2.2超声波传感器 .............................................................................................. 8
2.3超声波测距 .................................................................................................. 9
2.4超声波在医学诊断中的应用 .................................................................... 10
2.5超声波在生物技术领域的应用 ................................................................ 11
2.5.1用于培养液及药物的雾化 .................................................................... 11
2.5.2提高种子发芽率和遗传物质的转化率 .......................................................... 11
2.6超声波在军事中的应用 ............................................................................ 11
3. 结束语 ..................................................... 12
参考文献 ...................................................... 12
致谢 ......................................................... 13
超声波是一种高能机械波，本文通过介绍超声波的产生机制和基本原理。让读者更深层次的认识超声波，文中根据超声波的自身特点从超声波传感器、超声波测距、及超声波在纸浆造纸中、医学诊断中、生物技术领域中、军事中的应用这六个方面进行详细讲述。超声波是一门年轻的学科，随着超声研究技术的不断成熟，未来将会更好的应用在生产生活中。
关键词：超声波；传感器；测距；医学诊断
Ultrasonic is a kind of high-energy mechanical wave, this paper introduces the basic principle of ultrasonic generation mechanism and give readers a deeper understanding of ultrasound, in this paper, according to the characteristics of ultrasonic sensors, ultrasonic distance measurement, and ultrasonic in pulp papermaking, medical diagnosis, in the field of biotechnology, the application of the military in these six aspects in detail. Ultrasonic is a young discipline, with the ultrasonic technology matures, the future will be better application in the production and living. Key words: ultrasonic ；the sensor ； medical diagnosis
超声波最早被人类发现是在1793年由意大利科学家斯帕拉捷在蝙蝠身上发现其存在，随后的30多年里人们进行了有关超声波的产生机理方面的大量研究，直到1830年F?Savar用齿轮产生2.4?104HZ的超声，首次实现了人类在人工控制下超声波的产生，开启了超声历史的新纪元，其他新技术如压电效应与逆压电效应的发现大大推动了超声波的快速发展，在随后的60年间，世界各地区有关超声技术的研究不断的取得突破性成果，20世纪的40年代超声技术开始应用于临床医疗方面，这也同样推动了人类医疗事业的发展，有关超声波在医学方面的应用与研究取得突破性进展，国际间也有过许多的交流与合作，共同推动了超声科技的发展和进步。我国在超声方面的研究相对落后于国际主流国家，我国由于当时特别的时期和特别的情况，20世纪60年代才开始超声方面的研究，有关超声学的相关研究始于也在这个时期真正开始，并且在随后的几年发展中取得了许多重要成果和重要的应用，如金属探伤、种子的培育、印染等。在基础研究方面也取得了重要进展，如研制出有关超声波在固体中衰减所用的检测设备，进行了有关超声乳化等课题的研究，研制出分子声学试验等设备，表面换能器的相关研究在1960年左右开始。改革开放的新时期，超声技术开始了实际应用之路，并且在该领域的一些列成果开始走进我们的生
产生活之中，例如超声诊断，高频压电材料研制成功并且走向实用[1]，复合型超声波换能器问世，超声焊接技术，超声波清洗技术等一系列的成果逐步应用并且走向成熟，而且还催生了一大批的产业，并且目前已经形成了相当大规模，鉴于超声研究的重要性及其所蕴含的巨大潜力，国家也相应投入大笔资金和人力进行相关的研究，如建立国家级的重点实验室，扶植相关科研机构有关超声方面的研究。总而言之，我们国内的超声学研究取得了长足发展，有些领域已走在国际水平的前列。
超声技术是20世纪发展起来的高新技术，是一门集物理、电子、机械及材料学为基础的多学科交叉的边缘科学，其应用跨涉多个行业领域。新技术的应用会推动经济的发展，也能在某种程度上提高我们的生活质量，也可以增加个人和企业在日常生产中的安全系数，同时也能降低生产成本，在日新月异的今天对于提高生产效率也功不可没。其应用总体上包括两大方面：第一类是超声加工和处理技术；第二类就是超声检测与控制技术[2]，第一类技术应用是通过超声波去改变物质本身的特性或者状态，以满足生产生活需要。第二类应用主要是超声波本身的检测及测量，这两类技术的应用非常广泛，在军事、农业等领域的应用不胜枚举也颇为常见，超声技术蕴含着巨大的发展潜力，这也引起了包括中国在内的美国、德国、加拿大等国内国际的广泛关注。
1.超声波基本原理及传播特点
什么是超声波
超声波是指频率高于20000Hz的一种人无法听见的声波，由于人耳的听觉频率范围在20赫兹和20000赫兹之间，若声音的振动频率高于20000Hz人耳就无
[3]法听到，因此习惯上把频率高于20000赫兹的声波称为超声波，当然低于20
赫兹的也不在我们的听觉范围内，属于次声波，超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础，超声波也属于声波家族中的一员，它与平常听到的声音的本质是一样的，其共同的特点是都属于机械振动，属于能量和动量之间的一种传播形式，在弹性介质内常常以纵波的形式传播，它们之间不同点在于超声的频率高，波长较短所以说超声波的衍射能力不是很强，在介质一定密度不变的情况下，超声波能通常的障碍物都会比超声波的波长大很多够沿着波的方向一致沿直线传波，超声波的波长相对来说越短的话，直射能力就越好，在一定距离范围内可沿直线传播，具有非常好的束射性与方向性。
1.2 超声波的基本原理
压电效应及脉冲超声波的产生
部分固体受到压力或者拉力时，将会产生形变导致使物质发生极化，并且在物质的表面产生正负束缚电荷的现象叫作压电效应。物质本身的压电效应和它的本身内部结构有关，例如石英晶体，它的化学成分为SiO2，可将其看作是由正4价的Si离子和负2价O离子组成，石英晶体的分子中两种离子可形成规整的六角形排列。如下图所示，三个正原子形成一个向右的正三角形，正电中心可看作在三角形的重心处。同上述方法，三个带负电的原子对将组成一个向左的三角形，其负电中心也同样在三角形的重心上，若晶体不受力时，两个三角形重心重合，六角形单元呈电中性，同时整个晶体也呈电中性。
(Quartz crystal structure)
(Pull force under the action of polarization)
(Crystal macroscopic polarization)
石英晶体的压电效应
Fig: The piezoelectric effect of quartz crystal
当晶体沿x方向受到拉力时或者沿y方向受到压力时，六角形将沿x方向变形拉长，这将使得正负电的中心不重合，虽然此时的六角形仍然呈现电中性，但是其正负电中心不重合导致产生电偶极矩p，整个晶体中其实有许多这样的电偶极矩排列，这也使得晶体出现极化现象，晶体左右表面出现束缚电荷。但是当外力消失的时候，晶体将会恢复为原状，极化现象也将会消失。类似的，若晶体沿y方向受到拉力或者沿x方向受到压力时，正负原子三角形都将被压扁变形，这将也造成正负电中心不重合，但此时电偶极矩的方向和x所受拉力时方向相反，晶体的极化方向也相反，即压电效应产生的本质，其他晶体如太酸钡，即便是没有受到外力作用正负电中心仍然不会重合，通常把这种现象叫做自极化现象，这类晶体中具有压电效应与逆压电效应的陶瓷材料常被称作压电陶瓷。
若压电陶瓷在被加工成平面形状以后，在其正反面镀上银作电极以后，该器件被称作压电晶片。当给压电晶片两极人为施加施加电压短脉冲时, 逆压电效应的存在致使晶片将发生弹性形变，其产生弹性振荡, 由此产生的频率与晶片的声速和厚度有联系,只要选择合适的晶片厚度就可以在可控下得到超声频率范围的弹性波, 也就是通常所说的超声波，在振动源振动过程中，由于各种因素的影响，比如能量的损失，导致其振幅的慢慢变小，最后它是以超声波波包的形式对外进行发射的，一般把它叫作脉冲波
1.2.2 超声波的波形
超声波在本质上与普通的声波是一致的，其许多的传播规律和传播特性都符合波的传播特点，两者都是因频率而划定界限，因此携带的能量也不同，大体上存在以下三种波形[4]: 纵波波形是当传播媒质中各点振动的方向和超声波的传播方向平行时，该波形被称作纵波波形。纵波是质点的振动方向与传播方向平行的波，任何固体介质当其体积发生交替变化时均能产生纵波，纵波在固体、液体和气体中都可以传播。
横波波形是当传播媒质中各点振动方向和波的传播方向垂直时，该超声波被称作横波波形，横波也称“凹凸波”，是质点的振动方向与波的传播方向垂直。由于媒质除了能承受体积变形外，横波的产生需要剪切应力交替作用在物体上，例如地震波横波的产生就需要平行于地表的力即剪切应力的交替作用，横波的传播介质比较单一，固体有切变弹性，它只在固体介质中传播。横波不能穿过气体和液体。
表面波波形是沿着两种媒质的界面传播的同时具有纵波和横波的双重性质的一种弹性波。声表面波不仅可以在各向同性均匀固体中传播，而且也可以在不均匀的（如分层的）固体介质中传播。不过，这时它是频散的，并且存在多种模式。在各向异性介质（如晶体）中，也可能存在声表面波，但由于介质的各向异性，其传播特性随表面的取向和传播方向而不同，而质点振动一般有三个分量。对于均匀的晶体，其传播也是非频散的，表面波的振动轨迹为椭圆，并且在距离表面四分之一的地方振幅最强，随深度增加逐渐减弱，在处理相关表面波的问题时可将其看作纵波与横波的合成，采用分解的方法处理实际问题时相对简单。
1.3超声波的传播特点
超声波在我们的日常生产生活中扮演着举足轻重的角色和其本身的特点是离不开的，性质决定其用途，与普通声波相比，超声波具有许多优点，如下:
（1)直射性好。超声波的频率相对来说比较高,它的波长和声波相比之下要短的多,衍射现象也不是很明显,容易得到定向而集中的波束，在一定距离内可沿着直线传播，在遇到障碍物时会发生反射，遵循反射与折射定律。
（2)功率大。这是由超声波本身的特点所决定的，因其波长相对较短，频率也较高，本身又属于能量的传播形式，这也就说明它本身是携带了更强的能量，大功率的超声波简称功率超声。
（3)穿透能力强。超声波在固体或者液体中时衰减很小，这也是其在水下探测及探伤方面取得重要应用的原因所在，介质吸收系数随波的频率增大而增大，超声波的频率增加时其穿透本领会下降，因此在不同的应用中，其频率的选择不同。在不透明的固体中,超声波能够无损穿透几十米的厚度,这反面可用于金属等材料的探伤，液体中用于海底地形扫测和侦察，超声波在遇到杂质或者介质分界面时会有明显的反射，但其弱点在于超声波在空气中衰减较快，无法利用超声波进行空中远距离探测。
（4)能产生空化作用。超声波在液体中传播时,由于其本身是一种机械波,若液体受压产生逐级压,相对比较稳定，因此液体能耐压，而承受拉力的能力却很差，因此当超声波的波浓度足够大时，承受不住拉力而发生断裂，导致其产生近似于真空或者只含少量气体的空穴，在声波的压缩阶段,这些空穴也被压缩，直到它们崩溃，在这些空穴崩溃过程中将会发生放电并伴随发光现象,此现象被称作空化作用。也正是由于这些特点的存在，促使超声波走进我们的生产生活之中，在国防、医疗，科技创新、农业等许多领域得到了重要的应用。
2.超声波的应用
超声波在工农业生产以及生活中扮演着极其重要的角色，它的足迹涉足的领域包括超声诊断、超声波探伤、大功率超声、超声波理疗、超声波检测、超声波
三亿文库包含各类专业文献、中学教育、应用写作文书、专业论文、外语学习资料、幼儿教育、小学教育、文学作品欣赏、17超声波的基本原理及传播特点 (1)等内容。　
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&& 超声波塑料焊接技术详解
一、超声波模具架设不准确、受力不平均怎么办？
&&&&&&&&&& 在一般认为超声波作业时，产品与模具表面只要接触准确就可以得到应该的超声波焊接机焊接效果，其实这只是表面的看法，超声波既然是摩擦振，就会产生音波传导的现象.
我们如果单只观察硬件（模具）的稳合程度，而忽略了整合型态的超声波作业方式，必定会产生舍本逐末或误判的后果，所以在此必须先强调超声波焊接的作业方式是传导音波，使成振动摩擦转为热能而焊接. 这时候超声波模具的稳合程度、产品截面的高低、肉厚、深浅、材质的组织，必定无法是百分之百承受相同的压力。
&&&&&&& 另一方面上模（H o r n）输出的能量，每一点都有其误差值，并非整个面发出的能量都相同。就这整体而言，势必产生产品焊接线焊接程度的差异。所以也就必须作修正，如何修正，那就是靠超声波焊接机本身的水平螺丝，或是贴较薄的胶带或铝箔来克服了。
二、塑料产品材质配合不当?
&&&&&&&&& 每一种塑料材质的熔点，各有不同，例如ＡＢＳ塑料材质的熔点约115℃，耐隆约175℃、ＰＣ之145℃以上、ＰＥ约85℃为例：ＡＢＳ与ＰＥ二种材质的熔点差距太大，超声波焊接势必困难。而ＡＢＳ与ＰＣ二种材质，亦有差距，但已非前项差距如此之大，是以尚可焊接，但在超声波功率相同，能量扩大相同的情况下，相异的塑料材质，绝无法比相同材质的焊接效果好。
三、超声波机台输出能量不足该怎么处理?
&&&&&&&&&& 客户在购买超声波焊接机时，通常较难预料未来产品发展的规格，所以会遇到较大产品对象超出超声波标准焊接的情形。此时在不增加成本的预算下，只得以现有设备来作业生一、超声波模具架设不准确、受力不平均怎么办？&
&&&&&&&&&& 在一般认为超声波作业时，产品与模具表面只要接触准确就可以得到应该的焊接效果，其实这只是表面的看法，超声波既然是摩擦振，就会产生音波传导的现象.
&&&&&&&&&&& 我们如果单只观察硬件（模具）的稳合程度，而忽略了整合型态的超声波作业方式，必定会产生舍本逐末或误判的后果，所以在此必须先强调超声波焊接的作业方式是传导音波，使成振动摩擦转为热能而焊接. 这时候超声波模具的稳合程度、产品截面的高低、肉厚、深浅、材质的组织，必定无法是百分之百承受相同的压力。
&&&&&&&& 另一方面上模（H o r n）输出的能量，每一点都有其误差值，并非整个面发出的能量都相同。就这整体而言，势必产生产品焊接线焊接程度的差异。所以也就必须作修正，如何修正，那就是靠超声波焊接机本身的水平螺丝，或是贴较薄的胶带或铝箔来克服了。
四、塑料产品材质配合不当?
&&&&&&&&&&& 每一种塑料材质的熔点，各有不同：
&&&&&&&&&&& 例如：ＡＢＳ塑料材质的熔点约115℃，耐隆约175℃、ＰＣ之145℃以上、ＰＥ约85℃为例：ＡＢＳ与ＰＥ二种材质的熔点差距太大，超声波焊接势必困难。而ＡＢＳ与ＰＣ二种材质，亦有差距，但已非前项差距如此之大，是以尚可焊接，但在超声波功率相同，能量扩大相同的情况下，相异的塑料材质，绝无法比相同材质的焊接效果好。
五、超声波机台输出能量不足该怎么处理?
&&&&&&&&&& 客户在购买超声波焊接机时，通常较难预料未来产品发展的规格，所以会遇到较大产品对象超出超声波标准焊接的情形。此时在不增加成本的预算下，只得以现有设备来作业生产。
碰到此种用小机台作大对象的情形，通常采取的方式有分好几次焊接、增加超声波输出功率（增加段）或增加焊接时间、压力等。然而这也产生了质量不稳定的现象，因为电压与气压直接影响到超声波输出功率的稳定性。&
&&&&&&&&& 也就是说上班或尖峰时间，使用超声波作业的产品质量，与大家都下班后的质量稳定是不相同的。
&&&&&&&&&& 然而大家都下了班再使用超声波，那就不是工作效率了。所以这时采取的对策就是气压源采取独立方式；要求在0.02m/m 以下之产品在超声波机台加装稳压设备；调整出力段数、增加功率，但一般状况超声波作业时功率输出最好能掌握在2~4 段之间，如一定要在5~6 段作业，则生产作业时间必须尽量缩短，以避免零件、振动子的损耗。增加能量扩大器（H o r n上模）的扩大。但扩大程度如果超出４：１，将对H o r n本身、音波、电流有极大的影响
六、焊接产品质量不稳定,怎么解决?
&&&&&&&&&& 最好的办法,选择大单位的超声波焊接设备,例如,我们欣宇产品就很好的.
质量无法稳定最主要因素是输出功率不能稳定，以导致无法形成稳定的摩擦热能。而如何让功率输出稳定机
台输出功率；
〈1〉H o r N 扩大比；
〈2〉气压源；
〈3〉电压源等四项。
&&&&&&&&&& 1、机台输出功率＋H o r N扩大比率＝实际可用功率。由此可知在一定产品实施超声波焊接时，于规划与设计的观点而言，机台输出功率愈强，相对H o r N的扩大比所设计的也愈小。
&&&&&&&&&&& 反之机台输出功率愈小，H o r N设计的扩大比也愈大。例如：2200W的超声波焊接机，H o r N的扩大比是2.5 倍。换成3200W超声波焊接机时，H o r N的扩大比可能只要1.5倍即可。然而并非强调超声波焊接机输出的功率要大，而是要对一项塑料产品实施超声波焊接时，给予最适合的环境作业，其间尚需考虑成本的预算，产品的功能需求，焊接标准等考虑再来规划出完整的工作设备与超声波使用技巧。&
&&&&&&&&&& 2、在了解上述各种影响超声波焊接质量的关键性原因后，工程师在设计时，首当熟悉并评估1. 产品质量要求功能标准；现有超声波设备；
&&&&&&&&&&& 3. 决定产品设计的形态、技巧如超声波导熔线、产品定位、材质）。因为既然可用设备资源已经固定，那就必须用产品设计的技巧来配合现有可用的设备才是正确的。
&&&&&&&&&& 4、在我们确定人为因素（1 ~ 2项）都无问题时，会发生质量不稳定现象，那肯定一个事实：即气压与电压产生的影响。在我们多年来处理质量不能稳定现象时，也同时发现，在工作时间内无法达到的质量标准，却在大家都下班，停止电压、气压多数同时使用时，意外的达到质量要求标准。因此也发现多人或多单位使用共同的气压与电压源时，由于空气压缩机通常我们会设定空气储存筒里面的气压低于2 ~ 4kg的情况时再自动打气充填这是一项形成的误差原因。而气压源经过管路到达焊接机时，由于焊接速度快，第一次超声波焊接的气压与第二次或第三次存留于管路的气压亦形成误差，如此将形成周期性或非周期性的质量异动。而电压也由于电力公司输出同时供数百万人都有机会同时使用，此时产生的电压降也不是我们所能控制，如此气压与电压的变量，确确实实的造成能量输出的变化，而影响精密质量的重要因素。当然必须列为诊断项目。
七、超声波焊接后，移位了怎么办？
1.降低焊接压力。
2.底模加高，使其超过焊接线2m/m 以上。
3.使用超声波传导焊接。
4.上模（HRON）压到产品才发振。
5.修改塑料产品，增强定位。
六、后，产生伤痕(断、震裂、烫伤)怎么办？
1.降低压力。
2.减少延迟时间（提早发振)。
3.减少焊接时间。
4.引用介质覆盖（如ＰＥ袋）。
5.模具表面处理（硬化或镀铬）。
6.机台段数降低或减少上模扩大比。
7.易震裂或断之产品，治具宜制成缓冲，如软性树脂或覆盖软木塞等（此项指不影响焊接强度）。
8.易断裂产品于直角处加Ｒ角。
八、超声波焊接后，发现变形扭曲怎么办？
1.降低压力（压力最好在2kg 以下）。
2.减少超声波焊接时间（降低强度标准）。
3.增加硬化时间（至少0.8 秒以上）。
4.分析超声波上下模是否可局部调整（非必要时）。
5.分析产品变形主因，予以改善。
九、超声波焊接后，内部零件破坏怎么办？
1.提早超声波发振时间（避免接触发振）。
2.降低压力、减少超声波焊接时间（降低强度标准）。
3.减少机台功率段数或小功率机台。
4.降低超声波模具扩大比。
5.底模受力处垫缓冲橡胶。
6.底模与制品避免悬空或间隙。
7.H o r N（上模）逃孔后重测频率。
8.上模逃孔后贴上富弹性材料（如硅利康）。
九、超声波焊接后，产品发现毛边或溢料怎么办？
1.降低压力、减少超声波焊接时间（降低强度标准）。
2.减少机台功率段数或小功率机台。
3.降低超声波模具扩大比。
4.使用超声波机台微调定位固定。
5.修改超声波导熔线。
十、超声波焊接后，发现产品尺寸不稳定怎么调？
1.增加焊接安全系数（依序由焊接时间、压力、功率）。
2.启用微调固定螺丝（应可控制到0.02m/m）。
3.检查超声波上模输出能量是否足够（不足时增加段数）。
4.检查治具定位与产品承受力是否稳合。
5.修改超声波导熔线。
十一、超声波焊接后时，产品总是单边烫伤怎么办？
&&&&&&&&& 超声波振动焊接，并非单纯直线纵向振动(挠曲与横向振动不在此本次讨论中)，而是形成交叉式纵向下降振动，而上模超声波输出端能量亦是有一定的强弱分布点，气压、电压、机台虽决定功率输出能量的稳定性，但能量分布点亦呈现比例性增减。&
&&&&&&&& 如果发现超声波焊接时制品总是单点烫伤，即表示上模该点输出能量与产品该点形成应力对应，此时若改变超声波振动面的接触点，将可改善热能集束产生的烫伤。
十二、超声波焊接原理
&&& 超声波焊接是焊接热塑性塑料制品的高科技技术，各种热塑性胶件均可使用超声波焊接处理，而不需加溶剂，粘接剂或其他辅助品，其优点是增加多倍生产率，降低成本，提高产品质量。
&&& 超声波塑胶焊接原理:由发生器产生20KHZ，（或15KHZ）的高压，高频信号，通过换能系统，把信号转换为高频机械振动，加于塑料制品工件上，通过工作表面及内在分子间的磨擦而使传导到接口的温度升高，当温度达到此工件本身的熔点时，使工件焊接口迅速溶化，继而填充于接口间的空隙，当振动停止，工件同时在一定的压力下冷却定型，便达成完美的焊接。
十三、塑料件材料对超声波焊接的影响&
&&&&&&&&&& 1.超声波在塑料件中传播，塑料件或多或少对超声波能量有吸收和衰减，从而对超声加工效果产生一定的影响，塑料一般有非晶体材料之分，按硬度有硬胶和软胶之分，还有模数的区分，通俗地来说，硬度高，低熔点的塑料超声加工性能优于硬度低、高熔点的塑料。因此，这就牵涉到超声波加工距离的远近问题，
&&&&&&&&&&& 2、塑料件的加工条件对超声焊接的影响
塑料件经过注塑、挤压或吹塑等的不同加工形式以及不同的加工条件都会形成对超声焊接产生一定影响的因素。
A：湿度缺陷：湿度缺陷一般在制作有条纹或疏松的塑料件过程中形成，湿度缺陷在焊接中衰减有用能量，使密封位渗水，加长焊接时间，所以湿度高的塑料件在焊接前要作烘干处理。如聚甲醛等。
B：注塑过程的影响：
注塑过程参数的调整会引致如下缺陷：
①尺寸变化(收缩、弯曲变形)
②重量变化
③表面损伤
④统一性不佳
C：保存期：塑料件注塑加工出来后，一般最少放置24小时后，再进行焊接，以消除塑料件本身应力、变形等因素。无定形塑料通过注塑出来的塑料件可不按此要求。
D：再生塑料
再生塑料的强度比较差，对超声波焊接适应性也较差，所以如用再生塑料，各种设计尺寸均要酌情加以考虑。
E：脱模剂和杂质
脱模剂和杂质对超声波焊接有一定的影响。虽然超声波加工时可将加工表面的溶剂、杂质等震开，但对于要求密封、或在高超声波工作原理& 频率高于人的听觉上限（约为20000赫）的声波，称为超声波，或称为超声。 超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性：传播特性──超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，这一特性就越显著。功率特性──当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在液体中传播时，由于液体微粒的剧烈振动，会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体（如水和油）发生乳化，并且加速溶质的溶解，加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。
&&&&&&&&&&&& 我们知道正确的波的物理定义是：振动在物体中的传递形成波。这样波的形成必须有两个条件：一是振动源，二是传播介质。波的分类一般有如下几种：一是根据振动方向和传播方向来分类。当振动方向与传播方向垂直时，称为横波。当振动方向与传播方向一致时，称为纵波。二是根据频率分类，我们知道人耳敏感的听觉范围是20HZ-20000HZ，所以在这个范围之内的波叫做声波。低于这个范围的波叫做次声波，超过这个范围的波叫超声波。& 、波在物体里传播，主要有以下的参数：一是速度V，二是频率F，三是波长&。三者之间的关系如下：V=F.&。波在同一种物质中传播的速度是一定的，所以频率不同，波长也就不同。另外，还需要考虑的一点就是波在物体里传播始终都存在着衰减，传播的距离越远，能量衰减也就越厉害，这在超声波加工中也属于考虑范围。
1、超声波在塑料加工中的应用原理：
塑料加工中所用的超声波，现有的几种工作频率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙，在加压的情况下，使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击产生融化，使接触位塑料熔合，达到加工目的。
强度的情况下，应尽可能去除。在有些情况下，先清洗塑料件是必要的。
十四、&&&& 碰到此种用小机台作大对象的情形，通常采取的方式有分好几次焊接、增加超声波输出功率（增加段）或增加焊接时间、压力等。然而这也产生了质量不稳定的现象，因为电压与气压直接影响到超声波输出功率的稳定性。
也就是说上班或尖峰时间，使用超声波作业的产品质量，与大家都下班后的质量稳定是不相同的。
然而大家都下了班再使用超声波，那就不是工作效率了。所以这时采取的对策就是气压源采取独立方式；要求在0.02m/m 以下之产品在超声波机台加装稳压设备；调整出力段数、增加功率，但一般状况超声波作业时功率输出最好能掌握在2~4 段之间，如一定要在5~6 段作业，则生产作业时间必须尽量缩短，以避免零件、振动子的损耗。增加能量扩大器（H o r n上模）的扩大。但扩大程度如果超出４：１，将对H o r n本身、音波、电流有极大的影响
四、焊接产品质量不稳定,怎么解决?
最好的办法,选择大单位的超声波焊接设备,例如,我们欣宇超声波产品就很好的。
质量无法稳定最主要因素是输出功率不能稳定，以导致无法形成稳定的摩擦热能。而如何让功率输出稳定？此乃决定于
机台输出功率；
〈2〉H o r N 扩大比；
〈3〉气压源；
〈4〉电压源等四项。
1、机台输出功率＋H o r N扩大比率＝实际可用功率。由此可知在一定产品实施超声波焊接时，于规划与设计的观点而言，机台输出功率愈强，相对H o r N的扩大比所设计的也愈小。
反之机台输出功率愈小，H o r N设计的扩大比也愈大。例如：2200W的超声波焊接机，H o r N的扩大比是2.5 倍。换成3200W超声波焊接机时，H o r N的扩大比可能只要1.5倍即可。然而并非强调超声波焊接机输出的功率要大，而是要对一项塑料产品实施超声波焊接时，给予最适合的环境作业，其间尚需考虑成本的预算，产品的功能需求，焊接标准等考虑再来规划出完整的工作设备与超声波使用技巧。
2、在了解上述各种影响超声波焊接质量的关键性原因后，工程师在设计时，首当熟悉并评估1. 产品质量要求功能标准；2.现有超声波设备；
3. 决定产品设计的形态、技巧如超声波导熔线、产品定位、材质）。因为既然可用设备资源已经固定，那就必须用产品设计的技巧来配合现有可用的设备才是正确的。
4、在我们确定人为因素（1 ~ 2项）都无问题时，会发生质量不稳定现象，那肯定一个事实：即气压与电压产生的影响。在我们多年来处理质量不能稳定现象时，也同时发现，在工作时间内无法达到的质量标准，却在大家都下班，停止电压、气压多数同时使用时，意外的达到质量要求标准。因此也发现多人或多单位使用共同的气压与电压源时，由于空气压缩机通常我们会设定空气储存筒里面的气压低于2 ~ 4kg的情况时再自动打气充填这是一项形成的误差原因。而气压源经过管路到达焊接机时，由于焊接速度快，第一次超声波焊接的气压与第二次或第三次存留于管路的气压亦形成误差，如此将形成周期性或非周期性的质量异动。而电压也由于电力公司输出同时供数百万人都有机会同时使用，此时产生的电压降也不是我们所能控制，如此气压与电压的变量，确确实实的造成能量输出的变化，而影响精密质量的重要因素。当然必须列为诊断项目。
十四、超声波焊接后，移位了怎么办？
1.降低焊接压力。
2.底模加高，使其超过焊接线2m/m 以上。
3.使用超声波传导焊接。
4.上模（HRON）压到产品才发振。
5.修改塑料产品，增强定位。
十五、超声波焊接后，产生伤痕(断、震裂、烫伤)怎么办？
1.降低压力。
2.减少延迟时间（提早发振)。
3.减少焊接时间。
4.引用介质覆盖（如ＰＥ袋）。
5.模具表面处理（硬化或镀铬）。
6.机台段数降低或减少上模扩大比。
7.易震裂或断之产品，治具宜制成缓冲，如软性树脂或覆盖软木塞等（此项指不影响焊接强度）。
8.易断裂产品于直角处加Ｒ角。
十六、超声波焊接后，发现变形扭曲怎么办？
1.降低压力（压力最好在2kg 以下）。
2.减少超声波焊接时间（降低强度标准）。
3.增加硬化时间（至少0.8 秒以上）。
4.分析超声波上下模是否可局部调整（非必要时）。
5.分析产品变形主因，予以改善。
十七、超声波焊接后，内部零件破坏怎么办？
1.提早超声波发振时间（避免接触发振）。
2.降低压力、减少超声波焊接时间（降低强度标准）。
3.减少机台功率段数或小功率机台。
4.降低超声波模具扩大比。
5.底模受力处垫缓冲橡胶。
6.底模与制品避免悬空或间隙。
7.H o r N（上模）逃孔后重测频率。
8.上模逃孔后贴上富弹性材料（如硅利康）。
十八、超声波焊接后，产品发现毛边或溢料怎么办？
1.降低压力、减少超声波焊接时间（降低强度标准）。
2.减少机台功率段数或小功率机台。
3.降低超声波模具扩大比。
4.使用超声波机台微调定位固定。
5.修改超声波导熔线。
十九、超声波焊接后，发现产品尺寸不稳定怎么调？
1.增加焊接安全系数（依序由焊接时间、压力、功率）。
2.启用微调固定螺丝（应可控制到0.02m/m）。
3.检查超声波上模输出能量是否足够（不足时增加段数）。
4.检查治具定位与产品承受力是否稳合。
5.修改超声波导熔线。
二十、超声波焊接后时，产品总是单边烫伤怎么办？
超声波振动焊接，并非单纯直线纵向振动(挠曲与横向振动不在此本次讨论中)，而是形成交叉式纵向下降振动，而上模超声波输出端能量亦是有一定的强弱分布点，气压、电压、机台虽决定功率输出能量的稳定性，但能量分布点亦呈现比例性增减。
如果发现超声波焊接时制品总是单点烫伤，即表示上模该点输出能量与产品该点形成应力对应，此时若改变超声波振动面的接触点，将可改善热能集束产生的烫伤。
、超声波焊接原理
超声波焊接是焊接热塑性塑料制品的高科技技术，各种热塑性胶件均可使用超声波焊接处理，而不需加溶剂，粘接剂或其他辅助品，其优点是增加多倍生产率，降低成本，提高产品质量。
超声波塑胶焊接原理:由发生器产生20KHZ，（或15KHZ）的高压，高频信号，通过换能系统，把信号转换为高频机械振动，加于塑料制品工件上，通过工作表面及内在分子间的磨擦而使传导到接口的温度升高，当温度达到此工件本身的熔点时，使工件焊接口迅速溶化，继而填充于接口间的空隙，当振动停止，工件同时在一定的压力下冷却定型，便达成完美的焊接。
十三、塑料件材料对超声波焊接的影响
1.超声波在塑料件中传播，塑料件或多或少对超声波能量有吸收和衰减，从而对超声加工效果产生一定的影响，塑料一般有非晶体材料之分，按硬度有硬胶和软胶之分，还有模数的区分，通俗地来说，硬度高，低熔点的塑料超声加工性能优于硬度低、高熔点的塑料。因此，这就牵涉到超声波加工距离的远近问题，
2、塑料件的加工条件对超声焊接的影响
塑料件经过注塑、挤压或吹塑等的不同加工形式以及不同的加工条件都会形成对超声焊接产生一定影响的因素。
A：湿度缺陷：湿度缺陷一般在制作有条纹或疏松的塑料件过程中形成，湿度缺陷在焊接中衰减有用能量，使密封位渗水，加长焊接时间，所以湿度高的塑料件在焊接前要作烘干处理。如聚甲醛等。
B：注塑过程的影响：
注塑过程参数的调整会引致如下缺陷：
①尺寸变化(收缩、弯曲变形)
②重量变化
③表面损伤
④ 统一性不佳
C：保存期：塑料件注塑加工出来后，一般最少放置24小时后，再进行焊接，以消除塑料件本身应力、变形等因素。无定形塑料通过注塑出来的塑料件可不按此要求。
D：再生塑料
再生塑料的强度比较差，对超声波焊接适应性也较差，所以如用再生塑料，各种设计尺寸均要酌情加以考虑。
E：脱模剂和杂质
脱模剂和杂质对超声波焊接有一定的影响。虽然超声波加工时可将加工表面的溶剂、杂质等震开，但对于要求密封、或在高超声波工作原理
频率高于人的听觉上限（约为20000赫）的声波，称为超声波，或称为超声。
超声波在媒质中的反射、折射、衍射、散射等传播规律，与可听声波的规律并没有本质上的区别。但是超声波的波长很短，只有几厘米，甚至千分之几毫米。与可听声波比较，超声波具有许多奇异特性：传播特性──超声波的波长很短，通常的障碍物的尺寸要比超声波的波长大好多倍，因此超声波的衍射本领很差，它在均匀介质中能够定向直线传播，超声波的波长越短，这一特性就越显著。功率特性──当声音在空气中传播时，推动空气中的微粒往复振动而对微粒做功。声波功率就是表示声波做功快慢的物理量。在相同强度下，声波的频率越高，它所具有的功率就越大。由于超声波频率很高，所以超声波与一般声波相比，它的功率是非常大的。空化作用──当超声波在液体中传播时，由于液体微粒的剧烈振动，会在液体内部产生小空洞。这些小空洞迅速胀大和闭合，会使液体微粒之间发生猛烈的撞击作用，从而产生几千到上万个大气压的压强。微粒间这种剧烈的相互作用，会使液体的温度骤然升高，起到了很好的搅拌作用，从而使两种不相溶的液体（如水和油）发生乳化，并且加速溶质的溶解，加速化学反应。这种由超声波作用在液体中所引起的各种效应称为超声波的空化作用。
我们知道正确的波的物理定义是：振动在物体中的传递形成波。这样波的形成必须有两个条件：一是振动源，二是传播介质。波的分类一般有如下几种：一是根据振动方向和传播方向来分类。当振动方向与传播方向垂直时，称为横波。当振动方向与传播方向一致时，称为纵波。二是根据频率分类，我们知道人耳敏感的听觉范围是20HZ-20000HZ，所以在这个范围之内的波叫做声波。低于这个范围的波叫做次声波，超过这个范围的波叫超声波。
波在物体里传播，主要有以下的参数：一是速度V，二是频率F，三是波长&。三者之间的关系如下：V=F.&。波在同一种物质中传播的速度是一定的，所以频率不同，波长也就不同。另外，还需要考虑的一点就是波在物体里传播始终都存在着衰减，传播的距离越远，能量衰减也就越厉害，这在超声波加工中也属于考虑范围。
1、超声波在塑料加工中的应用原理：
塑料加工中所用的超声波，现有的几种工作频率有15KHZ，18KHZ，20KHZ，40KHZ。其原理是利用纵波的波峰位传递振幅到塑料件的缝隙，在加压的情况下，使两个塑料件或其它件与塑料件接触部位的分子相互撞击产生融化，使接触位塑料熔合，达到加工目的。
强度的情况下，应尽可能去除。在有些情况下，先清洗塑料件是必要的。
二十一、一通电就有超声波焊接的声音，怎么解决
分析原因：
1.开机后电流表动
2.开机后电流表不动
解决方法：
1.检测主板是否损坏，维修主板
2.没多大问题，可能受到干扰
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