Principios básicos y ventajas de la máquina de soldadura por puntos de mano ultrasónica
La máquina de soldadura por puntos ultrasónica pertenece en realidad a la categoría de soldadura ultrasónica. Utiliza ondas ultrasónicas para generar vibraciones de alta frecuencia para soldar dos materiales, metal o plástico, juntos. Para piezas conformadas en caliente sin contornos de ensamblaje, o piezas cuya geometría y condiciones reales excluyen la posibilidad de operaciones de soldadura estándar, la soldadura por puntos ultrasónica es relativamente más adecuada para el procesamiento.
La soldadura por puntos se puede utilizar para soldadura por puntos fuerte ultrasónica en láminas de plástico blando como ABS, polietileno, polipropileno y PVC. El cabezal de proyección especialmente diseñado se utiliza para mejorar la resistencia y la apariencia de la soldadura. La soldadura por puntos ultrasónica reemplaza adhesivos, remaches, grapas y otros sujetadores mecánicos. Este proceso se utiliza para ensamblar carrocerías de remolques, tuberías de descongelación de automóviles, muebles y otras piezas termoplásticas grandes. Utilizando herramientas portátiles y un sistema de automatización de múltiples cabezales, se pueden realizar muchas soldaduras al mismo tiempo.
Principio de soldadura
El ultrasonido es una vibración mecánica, similar a la que producen los instrumentos musicales. Estas vibraciones se denominan ondas ultrasónicas porque su frecuencia es más alta que la del oído humano (más de 16 kHz). En el componente acústico, estas ondas de presión son generadas por un generador. Esto enviará corriente alterna a la misma frecuencia que el convertidor (o transductor). Luego, un transductor hecho de cerámica piezoeléctrica convierte esta energía en vibración mecánica. Entonces, la vibración mecánica generará fricción térmica, que estimulará las moléculas del material que se está soldando para que comiencen a moverse. La energía ultrasónica derretirá los puntos de contacto entre las dos partes, formando así una unión, permitiendo que las partes se unan rápidamente.
La máquina de soldadura por puntos es adecuada para aquellos componentes que no necesitan soldar todo el trayecto de soldadura al mismo tiempo. Es liviano y fácil de usar, y se puede usar en escenas al aire libre. La máquina de soldadura por puntos tiene una gran versatilidad, flexibilidad y rentabilidad, por lo que todavía tiene una fuerte competitividad en varios campos de soldadura.
Ventajas de la soldadura
Proceso de soldadura: monitoreo de la soldadura ultrasónica a través de los límites de tiempo, energía, potencia y altura, y detección en tiempo real de todo el proceso de soldadura para maximizar la eficiencia de todo el proceso de soldadura y minimizar el consumo de energía de producción.
Ahorro de costos y protección del medio ambiente: todo el proceso de soldadura es limpio y libre de contaminación, porque no se utilizarán solventes o adhesivos dañinos durante el proceso de soldadura, y el producto en sí no se dañará, evitando algunos de los problemas de la soldadura tradicional y procesos de unión, ahorro de costes de soldadura. Por sus completas características eléctricas, esta tecnología no requiere un mantenimiento de alto nivel.
Velocidad: el ciclo de soldadura típico es de 0,5 segundos. En comparación con otros métodos de soldadura, la velocidad de soldadura es más rápida. Esta técnica de soldadura es mucho más rápida que los adhesivos o disolventes tradicionales. El tiempo de enfriamiento es muy rápido y no es necesario dejar la pieza de trabajo en la herramienta durante mucho tiempo para secar o solidificar la junta soldada.
Fácil de usar: la máquina de soldadura por puntos ultrasónica general o el equipo de pistola de soldadura por puntos es una máquina pequeña, que es relativamente liviana de operar y no requiere alta tecnología manual. Es conveniente almacenarlo después de su uso y no ocupa mucho espacio. La ergonomía y la sonda de mano liviana pueden reducir la fatiga del operador. El sistema liviano con asa integrada hace que el dispositivo sea fácil de mover y fácil de mover en la fábrica.
Alta precisión de soldadura: el control de empuje de alta precisión y el control de profundidad de soldadura de alta precisión garantizan la calidad general de la soldadura y evitan una soldadura débil. Asegure una cierta calidad de soldadura y evite quemar o quemar materiales.
Composición del equipo
El equipo de soldadura por puntos de mano ultrasónica incluye válvula de control de flujo, transductor, generador ultrasónico y cabezal de soldadura. En comparación con el equipo de soldadura ordinario, la máquina de soldadura por puntos es más liviana y adecuada para trabajos de soldadura que necesitan cambiar de escena.
Generador de ultrasonidos
El generador convierte la energía eléctrica de la fuente de alimentación monofásica en la frecuencia y el voltaje correctos para convertir el transductor en vibración mecánica. La unidad de microprocesador controla el ciclo de soldadura y retroalimenta la información clave de soldadura al usuario a través de la interfaz de usuario. La interfaz de usuario también permite al operador ingresar los parámetros de soldadura requeridos. La función principal del generador ultrasónico es convertir energía eléctrica de 50-60 Hz (5000 vatios) en energía eléctrica de alta frecuencia de 20-40 kHz. La frecuencia ampliamente utilizada en aplicaciones de soldadura ultrasónica es de 20 kHz.
Transductor
El transductor también se llama convertidor, que convierte la energía eléctrica del generador en vibración mecánica para el proceso de soldadura. Consiste en muchos discos de cerámica piezoeléctricos intercalados entre dos bloques de metal (generalmente titanio). Hay una placa de metal delgada entre cada disco, que forma un electrodo. Cuando la señal eléctrica de onda sinusoidal se alimenta al transductor a través del electrodo, el disco se expandirá y contraerá, lo que dará como resultado un movimiento axial pico a pico de 15 a 20 μm. El transductor es un dispositivo de precisión y debe manipularse con cuidado durante el proceso de soldadura. Una vez que el elemento está dañado, el transductor no funcionará.
bocina
La parte reforzada de la bocina tiene dos funciones, principalmente para amplificar la vibración mecánica generada en la punta del transductor y transmitirla al cabezal de soldadura. El segundo propósito principal es proporcionar un lugar para instalar la pila en la prensa de soldadura. Cuando el transductor aplica energía ultrasónica, la bocina se expande y contrae. Al igual que los otros elementos de la pila de soldadura, la bocina es un dispositivo de sintonización, por lo que debe resonar a una frecuencia específica para transferir energía ultrasónica desde el transductor al cabezal de soldadura. Para que funcione correctamente, la bocina debe tener la mitad de la longitud de onda de la onda ultrasónica en el material del que está hecha la onda ultrasónica, o un múltiplo de esa longitud. Por lo general, es la mitad de la longitud de onda.
Cabeza de soldadura
El cabezal de soldadura es un componente de la pila de soldadura que proporciona energía a las piezas que se van a soldar. El diseño del cabezal de soldadura es esencial para una soldadura exitosa. El cabezal de soldadura también es un dispositivo de ajuste y, en la mayoría de las aplicaciones, también puede proporcionar ganancia mecánica. Suele estar fabricado en aluminio o titanio. Los filetes de aluminio se utilizan a menudo en aplicaciones de lotes pequeños porque este material puede causar desgaste. Algunos filetes tienen puntas particularmente endurecidas para reducir el desgaste durante la soldadura. Al igual que con el elemento de bocina, la longitud del ángulo de soldadura debe ser la mitad de la longitud de onda de la onda ultrasónica en el material del que está hecho, o un múltiplo de esta longitud. Esto asegurará que el extremo del filete tenga suficiente amplitud para soldar. La amplitud suele estar entre 30 y 120 μm.
