超声波能用于热塑性塑料的加入已经有35年的历史了。热塑性材料的超声波焊接是迄今为止最常见的超声波装配形式，广泛应用于包括家电、电子和医疗在内的所有主要行业。
它在速度，经济和效率方面提供优势，并且经常选择零件太复杂或昂贵，以便在一体中成型。
有可提供的指导方针可以帮助设计师在新产品设计的初始概念阶段，确保最佳的生产结果。一个来源是布兰森超声学．它的指导方针建议，设计中给出的尺寸应仅作为指导方针使用，因为具体应用的具体情况可能需要变化。
影响关节设计的主要因素
在设计阶段之前，必须回答基本问题，以全面了解焊接接头必须做什么:
- 要使用哪种类型的材料？
- 什么是整体零件尺寸和配置？
- 这个零件的最终要求是什么?
- 需要结构债券吗?
- 如果是，它需要抵抗什么负载?
- 是一种隐蔽密封吗？
- 如果是的话，到什么压力？
- 大会是否需要视觉上有吸引力的外表？
- 内部和/或外部的闪光或微粒是否令人反感?
三个主要的联合设计特征
为了获得可接受的，可重复的焊接接头，必须遵循三种一般设计指南：
配合表面之间的初始接触面积应小于集中并降低开始和完全熔化所需的总能量（并且因此时间）。最小化振动喇叭与部件接触的时间也降低了扫描的可能性，并且由于移动较少的材料，因此产生较少的闪光。
应提供用于对准配合部件的装置。诸如引脚和插座，步骤或舌头和凹槽等特征应用于对准而不是振动喇叭和/或夹具，以确保适当，可重复的对齐并避免标记。
为了将机械能传递到关节区域，应在关节区域上方直接设置角接触，同时减少零件标记的倾向。
两种主要类型的联合设计
接缝设计主要有两种类型:能量导向器和剪切接缝。
所有其他联合变体都可以在这些一般类别下分类或作为组合两者的混合动力。
能源导演
能量指示器通常是一个凸起的三角形材料珠，在一个接头表面上成型。能量导向器的主要功能是集中能量迅速启动连接表面的软化和熔化。有供应商提供的时间-温度曲线对接和更理想的结合能源总监。
能源导演允许快速焊接，同时实现最大强度;导演内的材料通常在整个联合区域流动。能源导演是无定形材料最常用的设计，尽管它也用于半晶材料。
对接接头与能源总监-记住在接头界面上的能源总监的大小和位置取决于:
- 材料(s)。
- 申请要求。
- 零件大小。
能源总监的高峰应该尽可能尖锐;峰值为圆形或扁平的能量总监将不能有效地流动。
在具有能量导向器的半结晶树脂的情况下，通常仅从能量导向器的底部获得的最大关节强度。
虽然能量指示器可以位于部件的任意一半，但它通常包括在与喇叭接触的部件上。在特殊情况下(如不同材料的组合)，一般的做法是将能量导向器放置在具有最高熔体温度和刚度的材料上。
能量导向器设计需要一种对齐方式，如销钉和插座、对齐肋或舌槽设计。顶针不应放置在焊接区域。
剪切联合
在某些情况下，一种能量导向式的接头设计，用某些半结晶树脂可能无法产生理想的结果。这是由于半结晶树脂在一个相对较窄的温度范围内从固体状态迅速转变为熔融状态，然后再转变为熔融状态。
因此，从能量指示器流出的熔融物质可以在与相邻界面熔合之前重新凝固。半结晶树脂的焊接强度可以限制在能量导向器的基部宽度。在几何形状允许的情况下，推荐这些树脂采用剪切接头配置。
在剪切接头设计中，焊接是通过首先熔化小的初始接触区域，然后继续熔化沿垂直壁面的受控干涉，作为部分一起望远镜。由于界面的熔融区域不允许与周围的空气接触，因此可以获得坚固的结构或密封。因此，剪切接头对半结晶树脂特别有用。
焊接接头的强度是关节（焊缝深度）的截然尺寸的函数，可以调整以满足应用的要求。焊缝深度的一般指南是使用0.75倍的壁厚。
剪缝要想成功，必须满足以下条件:
- 剪切接头需要刚性侧壁支撑件以防止焊接期间的偏转。底部的壁必须由保持夹具支撑在接头处，该保持夹具紧密地符合该部件的外部结构。
- 顶部应具有足够的结构完整性以承受内部偏转。同样，底部的最小壁厚应为0.080英寸（2.00毫米），以防止屈曲。
- 在顶部和底部之间产生干扰的表面应该是平坦的，彼此的90°。
不推荐剪缝:
- 用于最大尺寸为3.0英寸的部件。
- 零件尖角或不规则形状。这是由于难以保持所需的模塑公差，以获得一致的结果。
