超聲波塑料焊接焊頭主流材質對比

工業超聲波（20kHz/30kHz/35kHz/40kHz）最常用四類：7075鋁合金、TC4鈦合金、模具鋼、鑲鎢鋼，各自適用場景、優缺點清晰區分。

 1. 7075T6 鋁合金（最普及）

優點

 密度小、易加工，諧振性能好；成本低；傳熱快、散熱較好

缺點

 硬度低、耐磨差；疲勞強度偏低，不耐高振幅、長時間振動

適用場景：

 打樣、小批量、無玻纖純塑膠（ABS、PP、PC、PS）

 短期項目、產品更新頻繁

不適合：PA+GF、PBT+GF等玻纖填充料、24h連續量產

> 補充：6061鋁強度更低，一般僅臨時試樣，不建議量產焊頭。

 2. TC4 鈦合金（量產主力首選）

優點

 抗疲勞性能優異，允許更高振幅；綜合耐磨遠優于鋁；振動傳遞穩定

 不易發熱開裂，適合長時間連續生產

缺點

 材料貴、加工難度大，成本約為7075鋁2～3倍

適用場景：

 大批量連續生產、含玻纖改性塑料

 需要高振幅、長超聲時間、高節拍產線

絕大多數穩定量產項目優先TC4。

 3. 工具鋼 / 模具鋼（4140、H13等，較少用于塑料焊）

優點：硬度高、耐磨極強

缺點：密度大、聲阻抗高、振動損耗大、發熱嚴重；容易導致換能器負載變大

適用場景：

 少數大功率鉚接、金屬埋植、特殊熱熔鉚點

塑料熔接一般不推薦鋼材整體焊頭。

 4. 鋁合金/鈦合金基體 + 鑲鎢鋼（硬質合金鑲件）

結構：主體鋁/鈦，工作面鑲嵌鎢鋼塊

優點

 保留基體良好聲學特性，工作面鎢鋼耐磨頂尖

 缺點

 加工工藝復雜、價格高；鑲嵌界面存在應力風險，設計要求高

適用場景：

 玻纖含量高、礦物填充、長期24h量產、端面極易磨損工況

替代純鈦合金，大幅延長端面使用壽命。

 其他小眾材質

1. 純鎢鋼整體焊頭

聲損耗大、韌性差易崩裂，極少整機使用；僅微型特殊工位。

2. 銅合金

聲學損耗高，振動發熱嚴重，基本不用作焊頭。

 簡明對比表

材質耐磨性能抗疲勞允許振幅成本典型適用

7075鋁合金較差中等≤45μm低打樣、小批量、無玻纖塑膠

TC4鈦合金良好優秀60～90μm中高大批量、含玻纖常規量產

鑲鎢鋼焊頭極佳取決于基體受基體限制高高磨損、長期連續產線

模具鋼優秀差低中極少用于塑料超聲焊接

 選型快速建議

1. 研發打樣、小批量、純塑料 → 7075鋁

2. 穩定量產、有玻纖、長時間運行 → TC4鈦合金

3. 玻纖很高、焊頭端面很快磨凹，頻繁修模 → 鑲鎢鋼結構