超声波塑料焊接因其焊接速度快、焊接质量高而被广泛应用于塑料焊接领域，尤其是复杂曲面的塑料模具焊接。超声焊接一般由超声发生器、换能器、变幅杆、焊头和配套夹具组成，其中变幅杆在超声焊接中主要起到能量传递和放大的作用。超声波的原始振幅一般很小，通常只有几微米，而实际加工应用所需的振幅在几十到几百微米之间，因此通常需要通过变幅杆来放大其振幅，还可以起到机械阻抗的作用，在换能器和负载之间进行阻抗匹配，使超声波能量更有效地从换能器传递到待焊接面。
焊接加工中，变幅杆在换能器的高频振动下其每秒伸缩率能高达20000次，因而变幅杆在加工中承受着高频循环负载，加之材质的内阻尼因素，其负载节点处极易产生疲劳损坏与热损伤。对变幅杆材料的要求主要是具有良好的声学性能和循环负载下的抗疲劳损伤性能。常用的变幅杆材料有铝合金、低碳钢、不锈钢和钛合金。以上材料各有优缺点。比如钛合金虽然强度高，声学性能好，但是价格贵；铝合金密度低，声学性能好，但容易磨损断裂；合金钢强度高，耐磨，但声学性能相对较差。为了探索不同材料变幅杆对超声波焊接焊缝强度的影响，在相同的设计尺寸下，采用上述四种材料制作变幅杆进行实验分析，实验结论将有助于进一步指导实际加工，在不同的加工要求下选择合适的变幅杆材料，提高材料利用率。
如下图所示，低碳钢变幅杆的焊缝强度仅次于钛合金，但其质量远远大于钛合金。与铝合金和钛合金相比，合金钢的质量分别是其3倍和2倍，这也是焊接加工中必须考虑的因素。在超声波焊接加工中，由于传感器的承载能力和焊机的整体重量，变幅杆的重量相对较小。此外，在相同重量的限制下，如果使用铝合金和钛合金，可以制造更大尺寸的变幅杆。因此，铝合金和钛合金变幅杆通常用于大型零件的焊接加工。
通过对不同材料变幅杆的超声波焊接实验得出以下结论:
(1)在四种材料的变幅杆中，铝合金变幅杆的节点温升最高，节点温度过高会降低变幅杆的谐振频率，进而影响焊接质量。这种变幅杆不适合大批量、长期加工。
(2)钛合金变幅杆的节点温升最小，这是由于其内阻尼小，在谐振频率下工作比其他材料更稳定。
(3)在合金钢变幅杆中，低碳钢比不锈钢具有更高的工作温度和更高的焊缝强度。
(4)ABS在塑料样品超声波焊接获得的焊缝强度中，钛合金变幅杆焊接获得的焊缝强度最高，因为钛合金材料阻尼小，能量损失小。低碳钢、铝合金铝合金和不锈钢变幅杆焊缝强度。
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