¿Qué es una Máquina de Soldadura por Ultrasonidos?
Las máquinas de soldadura por ultrasonido se desarrollaron en los años 60 y llevan utilizándose más de 50 años. El soldador por ultrasonido consiste en un oscilador y una mesa de soldadura, o un transductor y un sonotrodo, que funden y unen instantáneamente resinas y metales mediante la aplicación simultánea de vibración y presión ultrasónicas. Este aparato tiene una amplia gama de aplicaciones y se utiliza en diversos campos. Las características de esta soldadora son que no utiliza adhesivos, por lo que el aspecto tras la soldadura es agradable a la vista. También es cuidadosa con el medio ambiente porque utiliza calor de fricción instantáneo para soldar, por lo que consume menos energía y es fácil de automatizar, siendo altamente reproducible.
Usos de las Máquinas de Soldadura por Ultrasonido
Los principales usos de los soldadores por Ultrasonido son los siguientes.
- Encendedores de gas económicos (el recipiente transparente que contiene el gas y la pieza de encendido de plástico negro se unen mediante soldadura por ultrasonidos).
- Adhesión de carcasas de plástico para adaptadores electrónicos, etc.
- Terminales y cableado metálico.
- Cables metálicos dentro de chips IC.
La soldadura por ultrasonido puede unir tanto metales como plásticos, y también se utiliza para unir terminales y cableados metálicos y alambres metálicos dentro de chips de circuitos integrados.
Principios de las Máquinas de Soldadura por Ultrasonido
Los soldadores por ultrasonido convierten la energía eléctrica en energía de vibración y aplican presión al material para generar una gran cantidad de calor por fricción en la superficie de unión termoplástica para soldar el objeto. Si el objeto soldado es un metal, la vibración ultrasónica provoca una intensa fricción entre los metales, disolviendo la película de óxido de las superficies metálicas y mezclando los metales que existían bajo la película para formar una unión.
A continuación se explica brevemente el oscilador y el transductor que componen los soldadores por ultrasonidos. El oscilador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica en vibración ultrasónica. El oscilador de un soldador por ultrasonidos utiliza un circuito que mantiene una amplitud constante para que la amplitud de las ondas ultrasónicas no cambie en función del tipo de material de soldadura. Al mantener una amplitud constante, se evitan desviaciones de calidad en el producto soldado. El oscilador consta de un transductor de apriete tipo Langevin (comúnmente conocido como transductor BL) que genera la vibración ultrasónica y un sonotrodo que transmite la vibración. Los soldadores por ultrasonido realizan la soldadura propagando ondas ultrasónicas desde el sonotrodo hasta el producto soldado.
Más Información sobre Máquinas de Soldadura por Ultrasonidos
1. Máquinas de Soldadura por Ultrasonido
La demanda de barbijos creció rápidamente debido al coronavirus.
En la fabricación de los mismos se utilizan soldadoras por ultrasonido. Las soldadoras por ultrasonido utilizan vibraciones ultrasónicas para fundir los materiales y soldarlos entre sí para producir los patrones de sarga y los grabados de los protectores.
El uso de vibraciones ultrasónicas elimina la necesidad de hilos y adhesivos, lo que simplifica el proceso de fabricación. Se ha informado de que los hilos de las orejas pueden soldarse a la parte de la máscara (con caucho de látex natural para la parte de caucho y PE para la parte de hilo).
En el futuro, la fabricación de máscaras con soldadores por ultrasonido aumentará probablemente tanto en empresas como en particulares.
2. Sonotrodos Ultrasónicos
Los sonotrodos ultrasónicos se utilizan para transferir eficazmente la energía de vibración a las piezas de plástico que se van a soldar. Existen diferentes tipos de sonotrodos ultrasónicos, entre los que se incluyen los escalonados (tipo de gran amplitud y tensión), catenoidales (tipo de amplitud y tensión intermedias) y exponenciales (tipo de baja amplitud y tensión). Las ondas ultrasónicas se convierten en energía de amplitud de vibración mecánica en el transductor, y la amplitud es amplificada por un transductor llamado amplificador y transmitida a la bocina.
La amplitud generada por el transductor se amplifica gradualmente hasta su amplitud óptima en la punta de la bocina. Al concentrar la vibración ultrasónica en la punta del sonotrodo, el objeto soldado se somete a un impacto equivalente a la fuerza de 40.000 repeticiones por segundo (a 40 kHz), que es más fuerte que golpear con un martillo o similar. El sonotrodo ultrasónico está hecho de aleación de aluminio, aleación de titanio, acero para troqueles, entre otros, en función de la finalidad de la soldadura.
3. Características de las Máquinas de Soldadura por Ultrasonido
Dependiendo del modelo, los soldadores por ultrasonido tienen las siguientes características:
- La soldadura por costura puede realizarse de forma continua.
- No se crea ninguna capa de aleación impura en la interfaz de soldadura, incluso entre metales diferentes.
- Se almacena poco calor.
- No se necesita fundente para el prelavado ni el pos-lavado.
- No se generan chispas, llamas, humo ni emisiones de sustancias tóxicas durante la soldadura de plásticos.
