Soldadura ultrasónica

La soldadura ultrasónica suelda metales utilizando vibraciones ultrasónicas como fuente de energía. Este tipo de soldadura se puede utilizar tanto en metales como en materiales no metálicos. Se utiliza en soldaduras de costura, por puntos y de contorno. En este caso, se utilizan vibraciones mecánicas de flexión y longitudinales. La soldadura ultrasónica suelda metales mediante vibraciones ultrasónicas con una frecuencia de 20-60 kHz. Estas vibraciones se generan aplicando corriente desde un generador ultrasónico al devanado de un transductor magnetoestrictivo, que se ensambla a partir de placas delgadas de 0,1-0,2 mm. El material de estas placas permite cambios en sus dimensiones geométricas al exponerse a un campo magnético alterno. Dirigir el campo magnético a lo largo del conjunto de placas facilita el acortamiento o alargamiento del magnetoestrictivo, convirtiendo las vibraciones eléctricas de alta frecuencia en vibraciones mecánicas.

Método de soldadura ultrasónica

El método de soldadura ultrasónica incluye lo siguiente:

• Las piezas a soldar se unen entre sí bajo presión;
• están sometidos a oscilaciones de alta frecuencia, se produce vibración, lo que provoca tensión en el punto de conexión;
• Como resultado de tal acoplamiento, se genera calor en la superficie debido a la fricción, la fuerza del vector de vibración a la superficie se dirige en ángulo recto;
• La energía eléctrica de alta frecuencia se convierte en movimiento mecánico vertical.

Durante la fricción seca de las partículas en las superficies soldadas, se producen vibraciones de alta frecuencia, lo que destruye las películas de óxido superficiales. Posteriormente, comienza la fricción pura, que es más intensa, y se forman puntos de fricción. Se forman granos entre las dos superficies metálicas, creando un límite común.

El método de soldadura ultrasónica se realiza:

• por alivio;
• superposición;
• uniendo un elemento plano con uno redondo;
• aplastando los bordes;
• Piezas y películas multicapa.

La amplitud de oscilación y el sistema de oscilación mecánica son parámetros tecnológicos cruciales de un sistema de soldadura, ya que transmiten energía ultrasónica a la pieza de trabajo. Para un funcionamiento eficaz, se requiere una amplitud de 30-70 µm.

Soldadura ultrasónica de metales

La soldadura ultrasónica de metales es un tipo de soldadura auténtica. Los cristales metálicos se unen a distancias atómicas, creando una potente atracción y una unión soldada resistente sin calentar el metal hasta su punto de fusión. Este proceso de soldadura no requiere soldadura, cables de conexión ni limpieza posterior de la superficie. Es un método ecológico para unir metales.

Ventajas de la soldadura ultrasónica de metales:

• no es necesario limpiar la superficie a soldar, sólo de grasa;
• calentamiento limitado y localizado;
• accesible en lugares difíciles;
• sin emisiones nocivas;
• fracciones de segundo desde el calentamiento hasta la soldadura;
• Se sueldan chapas muy finas de hasta 0,001 mm.

Desventajas de este tipo de soldadura:

• El rango de espesor es muy limitado;
• alto costo de los generadores de ultrasonidos;
• compresión externa adicional.