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Soldadura ultrasónica: una tecnología prometedora para soldar plásticos y metales

Soldadura ultrasónica: una tecnología prometedora para soldar plásticos y metales

Fijar, coser y pegar son algunas de las técnicas populares que usamos para unir dos materiales. Sin embargo, no podemos negar el hecho de que la soldadura proporciona los mejores resultados.

Las soldaduras proporcionan uniones fuertes que duran significativamente más que la mayoría de las otras formas de uniones. Hoy en día se utilizan numerosos métodos de soldadura. Cada tipo es diferente a su manera y se utilizan según los requisitos y el tipo de material involucrado.

Uno de los métodos de soldadura más modernos en uso es la soldadura ultrasónica.

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La soldadura ultrasónica utiliza vibración ultrasónica para unir diferentes materiales. Una de las mayores ventajas de la soldadura ultrasónica es que se puede utilizar en materiales distintos de los metales, como los termoplásticos.

Al aplicar vibración ultrasónica a los puntos de contacto, la alta vibración hace que el material se derrita. El rango de frecuencia típico utilizado en la soldadura ultrasónica se encuentra entre De 15 a 40 kHz.

Dado que el equipo de soldadura ultrasónica puede concentrar la vibración en un punto muy localizado, la soldadura es muy precisa.

Partes de la soldadura ultrasónica

Las máquinas de soldadura ultrasónica se crean para convertir de manera efectiva la electricidad en vibraciones mecánicas. Las máquinas vienen con un microprocesador para leer las temperaturas y regular el calentamiento en consecuencia.

Algunos otros componentes que componen la pila de la máquina son:

Fuente de alimentación: Una máquina de soldadura ultrasónica de alta frecuencia requiere una fuente de alimentación de alto voltaje.

Transductor: El transductor toma la corriente de alto voltaje y la convierte en vibraciones de alta frecuencia.

Aumentador de presión: Funciona como un amplificador donde toma las frecuencias altas y luego las hace aún más potentes.

Sonotrodo o bocina: Un sonotrodo o bocina, como se le conoce comúnmente, es el medio entre los materiales a soldar y la máquina. Enfoca las vibraciones ultrasónicas a un punto localizado.

Los materiales a soldar comúnmente se fijan en un yunque o algún tipo de accesorios que los mantengan unidos. A menudo se conecta una prensa neumática a la máquina para que la presión se pueda transferir a los materiales mediante la bocina.

¿Cómo funde los materiales la soldadura ultrasónica?

El ultrasonido se utiliza en la soldadura para proporcionar vibraciones pequeñas pero rápidas. Cuando la bocina o el sonotrodo están unidos a los materiales, las vibraciones ultrasónicas harán que los materiales vibren aproximadamente medio milímetro más o menos en un movimiento de un lado a otro.

Un movimiento tan diminuto es suficiente para derretir el material porque la tasa de vibración es bastante alta. Estas vibraciones hacen que los materiales se froten entre sí y la fricción resultante entre ellos genera calor.

Puede recrear un entorno similar frotándose las manos rápidamente. Sentirás el calor que se genera entre tus palmas.

Y si continúa frotando rápidamente, se vuelve bastante incómodo. ¡Imagínese el calor generado dentro de los materiales cuando se frotan entre sí con velocidades que son difíciles de captar por el ojo humano!

La fricción eleva la temperatura a tal grado que los puntos de contacto entre los materiales se funden, allanando el camino para la unión molecular. Así es como la soldadura ultrasónica suelda plásticos.

Sin embargo, existe una ligera diferencia cuando se trata de soldar metales. La soldadura ultrasónica se utiliza para calentar el metal a un tercio de su temperatura de punto de fusión.

En este punto, las moléculas entre los dos metales se cruzarán entre sí, creando un fuerte enlace molecular. No hay fusión en metales.

Ventajas de la soldadura ultrasónica

La soldadura ultrasónica tiene muchas ventajas en comparación con las tecnologías de soldadura tradicionales. Muchas industrias usan soldadura ultrasónica debido a estas combinaciones específicas de méritos.

No necesita fuente de calor externa: La principal ventaja de la soldadura ultrasónica es que no necesita una fuente de calor externa. El calor se autogenera entre los materiales.

Rápido: Dado que la frecuencia de las vibraciones es muy alta, la soldadura ultrasónica es uno de los métodos de soldadura más rápidos disponibles en la industria.

Posibilidad de automatización: La soldadura ultrasónica no es complicada en muchos sentidos y es fácil de automatizar. La máquina ultrasónica viene con sensores que monitorean constantemente las temperaturas.

Junta limpia y fuerte: Las superficies de contacto se funden / fusionan al soldar, y produce una unión muy limpia y fuerte.

Cosas para recordar al usar un soldador ultrasónico

La soldadura ultrasónica es muy eficaz para sellar o soldar plásticos. Sin embargo, no puede soldar todo tipo de plásticos.

Como los metales, los plásticos también tienen diferentes tipos. Y es muy importante asegurarse de que los plásticos que se van a soldar sean químicamente compatibles.

Si intenta soldar polietileno y polipropileno, es posible que se derrita, pero no habrá unión química. Un enlace químico es importante para crear uniones soldadas fuertes.

Otro factor a tener en cuenta al soldar cualquier material mediante soldadura ultrasónica es mantener un área de contacto uniforme. Al soldar metales, las vibraciones ultrasónicas se propagan en paralelo al plano.

Inconvenientes de la soldadura ultrasónica

Como todos los procesos de unión, la soldadura ultrasónica también tiene algunos inconvenientes que pueden afectarlo o no según su caso de uso. Sin embargo, debe comprenderlos.

Restringido a juntas solapadas: La soldadura ultrasónica solo se puede utilizar para soldar juntas solapadas, no se puede utilizar en otro tipo de juntas, ya que requeriría una bocina y accesorios especialmente diseñados, y de nuevo, el éxito no está garantizado

Área de soldadura restringida: Hemos hablado de cómo la soldadura ultrasónica crea soldaduras muy localizadas. Por lo tanto, no puede esperar que la soldadura proporcione uniones más grandes que un área de 250x250 mm2.

No se pueden soldar metales gruesos y duros: Los metales gruesos y duros no vibran tanto como los delgados y blandos. Esto evita que sufran vibraciones mecánicas.

La soldadura ultrasónica se utiliza en una variedad de campos. Uno de los mejores ejemplos de su uso es en calzado deportivo. Las uniones que ve en las partes superiores no son por costura, sino por soldadura ultrasónica.

La soldadura ultrasónica crea un acabado mucho mejor que coser o pegar.

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La soldadura ultrasónica de termoplásticos es común en la industria médica, la industria automotriz y la industria de electrodomésticos. Dado que no se requieren materiales adicionales para asegurar la unión, la soldadura ultrasónica no aumenta el peso total del producto terminado.

La soldadura ultrasónica es una tecnología de la década de 1940, pero sigue siendo el método de soldadura por excelencia para crear uniones limpias y fuertes entre diferentes materiales. Los avances en la soldadura ultrasónica aún están en curso para aumentar su escala de uso.


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