La soldadura per ultrasons adopta la tecnologia de soldadura de plàstic per ultrasons, que converteix l'energia elèctrica d'alta freqüència en energia de vibració mecànica mitjançant transductors ultrasònics i, a continuació, transmet l'energia de vibració mecànica al capçal de soldadura després de canviar la seva amplitud mitjançant un dispositiu de pancarta. Quan el capçal de soldadura s'acosta a la superfície del producte processat, les ones ultrasòniques es generen automàticament, provocant vibracions d'alta freqüència de micro amplitud a la superfície del producte processat. La fricció amb la superfície del producte processat es converteix en calor, que fon el producte processat abans de la fusió. A causa de l'operació de soldadura per punts, la soldadura és relativament més perfecta i es poden obtenir diferents efectes de soldadura substituint el capçal de soldadura.
Com funciona la soldadura per ultrasons?
Quan la vibració ultrasònica colpeja un material (com el plàstic), les cadenes moleculars comencen a oscil·lar. Les molècules comencen a moure's i fregar-se unes contra les altres. Això genera energia (coneguda com a calor de fricció). Per als materials termoplàstics, aquest procés pot provocar que es comencin a fondre. La soldadura per ultrasons utilitza aquest principi. Després d'un breu temps de retenció sota pressió addicional, es poden soldar diversos materials (components) a nivell molecular a l'àrea de connexió.
Per a què és adequada la soldadura per ultrasons?
La soldadura per ultrasons es produeix en qüestió de segons sense necessitat de cap eina auxiliar com ara adhesius o cargols. Els ultrasons s'utilitzen en la fabricació d'envasos, peces d'automòbils, joguines, etc., per exemple, per:
1. Connectar peces modelades per injecció (com ara joguines)
2. Membranes incrustades (com les membranes de filtre utilitzades en components mèdics)
3. Integració de cuir, teixits no teixits i tèxtils (com ara filtres d'aire als cotxes)
4. Apilar diferents tipus de materials junts (p. ex. per a coixins d'aire)
5. Utilitzeu tècniques de conformació per crear connectors amb ajustos de forma (com ara contactes magnètics als carregadors)
6. Presa avellanada i imant (com ara un imant encapsulat per activar sensors)
Sistema de soldadura per ultrasons:
El sistema complet de soldadura per ultrasons consta de diversos components. Els components actius generen vibracions, transmeten vibracions i les apliquen a les juntes soldades. Els components passius absorbeixen la força generada i fixen els components en posicions adequades, especialment en els punts d'unió soldada on els components de suport estan connectats entre si.
Components:
Generador d'ultrasons
Transductor d'ultrasons
Palanca d'amplitud ultrasònica
Cap d'eina d'ultrasons
La combinació de transductors, barres d'amplitud i generadors d'ultrasons forma l'anomenada pila.
Tecnologia de procés: Principi d'enfocament energètic:
Per fondre amb precisió els components, cal concentrar l'energia de vibració en un punt. Això s'anomena concentració energètica. Aquest punt específic és el lloc on el desenvolupament de calor és més fort i es produeix la fusió, definit com un procés de soldadura de baixa energia.
Tipus de concentració energètica:
Tot és qüestió de forma: per tal que l'energia de vibració convergi en el punt correcte, s'ha de dissenyar en conseqüència la forma geomètrica de les peces o eines a soldar. Per centrar-se en la integració de components, un director d'energia (ED) centra l'energia en el propi material. Per a la forma geomètrica de l'eina d'enfocament, la forma de l'eina és adequada per a una aplicació específica.
Quins materials es poden soldar amb ones ultrasòniques?
En termes generals, la majoria de materials termoplàstics (plàstics que es poden formar per escalfament) es poden soldar mitjançant ones ultrasòniques. Com més dur sigui el material, millor. A més del plàstic, diferents metalls no fèrrics com l'alumini, níquel, llautó i coure també són adequats per a la soldadura per ultrasons.