1 超聲波焊接設備
超聲波清洗設備由超聲波發生器，換能器，變幅桿，壓力系統，焊頭，零件工裝夾具等組成。基于目前的技術水平，超聲波發生器最大功率為 5．6KW，塑膠零件清洗面積約為 200mm(長)×200mm(寬)。塑膠零件越大，需要焊接的面積和周長就越大。過大的焊接面積往往導致超聲波功率不足，影響焊接性能，如何提升焊接功率是關鍵因素。研究發現，可以通過采用多個超聲波發生器來增加超聲波功率，常見的有雙頭超聲波焊接設備，上下振動式超聲波清洗設備等。
2 塑膠原料的成分對焊接的影響分析
塑膠原料主要成分由樹脂、填充料(碳酸鈣，玻璃，氫氧化鋁等，玻璃纖維，云母等)和添加劑(阻燃劑，增塑劑，潤滑劑，抗沖擊劑，發泡劑，光擴散劑，著色劑)等組成。塑膠原料生產廠家為了滿足不同的產品性能，需要針對某些特殊要求進行改性處理。改性塑膠提升了塑膠原料的特定性能，而對超聲波焊接工藝也存在很大的影響。
填充料在塑膠組成成分中占據比例較大。通常填充料都是無機化學物，不會改變塑膠分子的排布結構。填充材料剛性大有利于超聲波振動能量的傳遞，在焊接面產生更大的摩擦和熱量;相反，剛性不足的填充料會抑制振動能量的傳遞，超聲波工藝需要更大的功率和振幅才能達到良好焊接效果。填充料比例過大時，焊縫的熔融樹脂就相對減少，焊接強度及密封可靠性就就降低。聚丙烯和聚丙烯+15%碳酸鈣于相同的超聲波工藝條件下焊接，進行拉伸強度測試，數據如下表，聚丙烯加入碳酸鈣填料明顯提升了焊接強度。
添加劑在塑膠原料組成成分中占據比例較少，但添加劑對塑膠原料的改性性能起到非常重要在作用。增塑劑、潤滑劑、抗沖擊劑和發泡劑主要是增加塑膠零件成型時的柔軟性能和成型性，致使材料硬度和剛性降低，大大抑制塑料分子摩擦發熱并吸收了超聲波振動能量的傳遞。因而在這些柔性的添加劑作用下，往往造成焊接困難。當產品有阻燃特性要求時，塑膠原料通過添加阻燃劑來降低材料燃燒性能，阻燃劑在高溫作用下會發生強烈的吸熱反應，吸收超聲波振動的部分熱量;同時，阻燃劑在高溫下形成玻璃狀或穩定的泡沫覆蓋層和碳化物，這部分覆蓋層阻礙了熔融樹脂的熔接;而且阻燃劑在高溫作用下，會不斷的分解出不可燃氣體，致使焊縫中存在微量殘余氣體，影響產品的超聲焊接質量。大多數著色劑并不抑制超聲波能量傳遞，但著色劑一般都是無機化學物，具有不可焊接性，著色劑混合于樹脂中，具有耐候性，著色穩定，遇高溫不易分解等特性，著色劑含量過高時，零件焊縫熔接樹脂就會不足。實驗證明，純原料超聲波焊接強度明顯優于添加著色劑塑料。
3 其他因素對塑膠材料超聲波焊接性的影響:
(1)水分。塑膠材料中存在一定含量的水分。塑膠零件在注塑前一般進行高溫干燥處理，以便更好的去除水分進行注塑成型，得到質量高穩定性好的零件。但是塑膠內部的水分不可能全部去除，在超聲波焊接時，水分遇高溫汽化，在焊縫處會留下殘余水汽形成氣孔，還可能對某些塑膠發生水解反應降解塑膠，大大降低焊接強度并降低焊接質量。因此，需要超聲波焊接的零件，在注塑時需要盡量的做去除水分的處理。
(2)脫模劑。脫模劑常用于噴涂在模具模腔內，以利于注塑零件脫出模具。不可避免的脫模劑會轉移到注塑的塑膠零件上。脫模劑耐熱性能良好，耐溫達 300℃不發生碳化降解，性能穩定不與樹脂發生反應;具有潤滑性，轉移到焊縫面上會減少摩擦，抑制了振動摩擦發熱量;脫模劑在零件表面形成均勻薄膜阻礙樹脂的熔接。為了獲得良好的焊接性能，在超聲焊接前，必須清洗去除零件焊接面處的脫模劑。
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