Componentes principales de la máquina de soldadura ultrasónica
Estas máquinas constan de varios componentes con funciones específicas. A continuación, se muestran algunas piezas importantes que encontrará en todos los tipos de máquinas de soldadura por ultrasonidos:
· Generador
El generador de la máquina de soldadura ultrasónica convierte la energía eléctrica con una frecuencia de resonancia en el voltaje y la alta frecuencia requeridos. Además, cuenta con un microprocesador encargado de impulsar el ciclo de soldadura y proporcionar comunicaciones importantes de soldadura a través de la interfaz de usuario.
· Prensa mecánica
La prensa mecánica sostiene el sistema de soldadura y aplica la fuerza que mantiene unida la junta soldada. Tiene un manómetro y un regulador que permite al operador ajustar la fuerza aplicada al sistema.
· Pila de soldadura
La pila de soldadura está formada por el transductor, el amplificador y el cuerno de soldadura que se montan en la prensa de soldadura en el punto central del amplificador. Es el encargado de proporcionar vibraciones ultrasónicas a la máquina, cuya frecuencia debe ser cercana a la del generador para obtener una junta de soldadura de calidad.
· Sensor
El transductor o convertidor convierte la energía eléctrica de alta frecuencia en vibraciones mecánicas. Está formado por varios discos cerámicos piezoeléctricos colocados entre dos bloques de titanio. Además, los electrodos están formados por finas placas metálicas situadas entre los discos piezoeléctricos.
· Refuerzo
El amplificador tiene dos funciones: primero, amplifica las vibraciones generadas por la contracción y expansión y las transfiere al cabezal de soldadura; segundo, sirve como base para la pila de soldadura en la máquina de soldar.
· Bocina de soldadura
El cabezal de soldadura es el encargado de transmitir las vibraciones a la pieza soldada. Está fabricado en aluminio o titanio. Sin embargo, el aluminio solo es adecuado para aplicaciones de pequeño volumen porque se desgasta. Para reducir el desgaste, la mayoría de los cabezales de soldadura tienen puntas endurecidas.
· Herramienta de soporte
La herramienta de apoyo sirve para sujetar la parte inferior de la máquina durante el proceso de soldadura. Es la base de la máquina y está diseñada para adaptarse a los contornos de la pieza de trabajo.
Cómo funciona la soldadura ultrasónica
Mecanismo de soldadura ultrasónica
La soldadura por ultrasonidos se basa en el proceso de calentamiento y fusión de materiales mediante ondas sonoras vibratorias. A continuación, se muestra un resumen de cómo funciona el proceso:
Preparación del material: Las piezas de plástico se disponen para formar una junta traslapada y luego se colocan en la pila de soldadura de la máquina.
Generación de electricidad de alta frecuencia: El generador de esta máquina convierte la energía eléctrica (50-60 Hz) en altas frecuencias (20 – 40 kHz).
Conversión a ondas ultrasónicas: el transductor convierte la electricidad de alta frecuencia en ondas ultrasónicas. Después, el amplificador amplifica las vibraciones.
Soldadura: La bocina o sonotrodo enfoca vibraciones ultrasónicas sobre las piezas de plástico o metal alineadas. Luego, el operador aplica presión con una prensa. Una vez finalizado, el operador retrae la bocina y retira el material de soldadura.
Tipos de soldadura ultrasónica: plásticos y metales
El proceso de soldadura tiene limitaciones en cuanto al tipo y tamaño de los materiales con los que es compatible. A continuación, se enumeran los materiales habituales para esta tecnología.
· Soldadura de plástico por ultrasonidos
El proceso de soldadura por ultrasonidos es una de las técnicas de soldadura de plásticos más comunes. Es adecuado para soldar termoplásticos como policarbonato, ABS, poliéster, etc. Sin embargo, es mejor tener cuidado con propiedades como la presencia de humedad y dureza. Además, el proceso no es adecuado para polímeros plásticos como PVC y poliamida.
· Soldadura de metales por ultrasonidos
La técnica de soldadura ultrasónica de metales es compatible con una amplia gama de metales como aluminio, cobre, plata, latón, níquel, oro y sus aleaciones. Sin embargo, la técnica solo es adecuada para estos metales que son delgados y de tamaño pequeño.
Consideraciones sobre la selección de materiales
Elegir el material adecuado es una parte importante de la soldadura ultrasónica. Sin embargo, existen algunos problemas a la hora de elegir el material adecuado para el producto final.
Forma: La forma de la pieza debe permitir la superposición porque la técnica solo es adecuada para la superposición.
Contiene humedad: El material no debe contener humedad, ya que esto afectará la calidad de la pieza soldada. Por lo tanto, debe tener cuidado con los materiales que pueden absorber humedad, como el acrílico.
Dureza: Un material adecuado debe ser blando, como el ABS. Debido a la dureza de materiales como el polipropileno y el policarbonato, esta técnica de soldadura puede no ser adecuada para estos materiales.
Espesor: Los materiales gruesos requieren más energía para vibrar y romper los enlaces moleculares, y es posible que la máquina no pueda generar esta energía. Por lo tanto, este proceso solo es adecuado para piezas delgadas (0,38 mm – 3 mm).
Materiales similares: El proceso de soldadura por ultrasonidos es adecuado para soldar dos piezas termoplásticas similares porque son compatibles químicamente. Durante el proceso de fusión, pueden formar un enlace molecular.
Materiales diferentes: este proceso de soldadura también es adecuado para soldar materiales diferentes. Sin embargo, deben fundirse a una temperatura de 40 grados 0F y tener estructuras moleculares similares. Por ejemplo, el ABS y el acrílico son una buena combinación, mientras que el polietileno y el polipropileno son químicamente incompatibles.
Además de la similitud de los materiales, la elección del material adecuado también depende de la presencia de lubricantes, rellenos, pigmentos, etc. Por lo tanto, recibir asesoramiento de expertos en soldadura como nosotros puede cambiar las reglas del juego.
