SOLDADURA ULTRASONIDO

Contenido

INTRODUCCIÓN 3

1. Definición 4

2. Objetivos 5

3. Elementos 5

Fuente de poder: 5

Transductor: 5

Herramientas: 5

Prensa neumática: 5

4. Equipos de soldadura por ultrasonido 7

5. Funcionamiento 10

6. Proceso de soldadura Ultrasónica para metales 15

7. Proceso de soldadura Ultrasónica para polimeros 16

8. Seguridad en soldadura ultrasonica 17

Protección Personal 17

9. Mantenimiento básico preventivo 18

Limpieza: 18

Lubricación: 18

Inspecciones: 19

10. Ventajas y limitaciones 20

Ventajas: 20

Limitaciones 21

11. Aplicaciones 22

12. Observaciones y Conclusiones 23

13. Bibliografía 24

INTRODUCCIÓN

En 1969 Neil Armstrong recogió rocas en la superficie de la Luna dentro de una bolsa soldada y sellada por procesos ultrasónicos. Este fue el primer gran paso de la soldadura ultrasónica aplicada a la manufactura. Actualmente las aplicaciones son muy variadas, lográndose uniones: metal – metal, platico – metal, y plástico-plástico reconocidas y aceptadas como uniones efectivas.

En el desarrollo de equipo ultrasónico efectivo y eficiente, las compañías han considerado todos los componentes del sistema ultrasónico, desde el flujo de energía que viene de las líneas eléctricas hasta el convertidor de frecuencia, pasando por los sistemas transductores y de acoplamiento hasta el área de trabajo. El equipo ha sido diseñado para operar en un rango de frecuencia que va 5 kiloherts hasta 1000 kilohertz. Aunque por algunas razones prácticas, la mayoría del equipo que se utiliza actualmente está en un rango de 15 a 60 kiloherts.

Una serie de problemas técnicos han tenido que ser resueltos en el desarrollo de la soldadura ultrasónica que hoy en día se utiliza en la industria, tales como las vibraciones que estos sistemas producen y la pérdida de energía que esto ocasiona. Sistemas de acoplamiento de una variedad de materiales y geometrías han tenido han tenido que ser probados y utilizadas, encontrándose el efectivo uso de convertidores de frecuencia del tipo de estado sólido tanto transistorizados como controlados por rectificadores de silicón.

Entre las ventajas ofrecidas por este procedimiento de soldadura cabe citar que no implica un calentamiento significado de las partes a enlazar, pues la temperatura alcanzada con esta técnica suele ser del orden del 30 al 50% de la temperatura de fusión del metal a soldar, expresada en la escala absoluta. Esto significa que no solo se elimina el riesgo de la fragilidad del metal a soldar por la morfología micro escultural de cordón o de los puntos de soldadura, sino que apenas existe zona afectada (fragilizada) por el calor.

Con este procedimiento se eliminan pues, los tratamientos térmicos posteriores a la soldadura, mientras que la limpieza previa a la operación es mínima.

1. Definición

Ultrasonido es definido como el rango de oscilaciones en frecuencia entre 16 kHz y 1 GHz que no puede ser escuchado por el humano. Utilizado en el soldado por Ultrasonido, un generador por Ultrasonido produce una alta frecuencia de la linea de voltaje.

La soldadura ultrasónica es un proceso relativamente nuevo. Consiste en una máquina con punta de base plana, se colocan los materiales uno encima de otro y después se baja la punta de la máquina, esta emite una onda ultrasónica que mueve las moléculas de ambos materiales provocando que estas se fundan. Los parámetros deben de ser ajustados cada vez que se altera en espesor de pared de los materiales a fundir. Una ejemplo de su uso en la industria es la de soldar cables a terminales.

Las piezas a soldar no se calientan hasta el punto de fusión, sino que se sueldan mediante la aplicación de presión y vibraciones mecánicas de alta frecuencia.

En contraste con la soldadura de plásticos, las vibraciones mecánicas usadas durante la soldadura ultrasónica de metales se introducen en sentido horizontal.

2. Objetivos

 Conocer la producción de piezas de diferentes materiales con la técnica de soldadura ultrasónica.

 Los diferentes materiales que se pueden utilizar para obtener piezas especiales con la técnica de moldeo.

 Conocer factores importantes que influyan en la selección de la utilización del soldado ultrasónico

3. Elementos

Todo Proceso de Soldadura Ultrasónica requiere los siguientes elementos para su funcionamiento:

Fuente de poder:

Por lo general son generadores que traen incorporado un circuito electrónico de estado sólido avanzado, equipado con una unidad automática de control; que asegura una amplitud constante de vibración de salida desde cero cargas hasta carga completa.

Transductor:

Convierte la energía eléctrica en energía mecánica vibratoria.

Sistema de acoplamiento: Recibe la energía mecánica vibratoria y la transmite al punzón ultrasónico.

Herramientas:

Punzón ultrasónico y receptor diseñado y manufacturado según la aplicación para la que el cliente la necesite. Las herramientas para soldar metales son muy distintas a las herramientas utilizadas para soldar plásticos.

Prensa neumática:

Ejerce sobre las herramientas y piezas a unir la fuerza necesaria para mantenerlas unidas durante el proceso de la unión y lograr la interacción molecular.

A continuación se representan estos distintos elementos en la siguiente figura:

Es un tipo de soldadura que utiliza una maquina con punta de base plana, superponiendo los materiales y luego haciendo bajar la punta de la maquina la cual emite una onda ultrasónica que provoca el movimiento de las moléculas de ambos materiales provocando el fundición de estas. Cuando se soldán cables a terminales se utiliza este tipo de soldadura.

4. Equipos de soldadura por ultrasonido

 Este soldador está compuesto de un emisor magnetoestrictivo (3), que se agrega a la parte posterior de la cabeza (1), sobre la cual está arrollado el alambre calefactor (2). El emisor está formado por un paquete de placas de níquel con el arrollamiento (4), alimentado por el generador de frecuencia ultra acústica (5).

En el esquema se muestra otra forma de realizar la soldadura por ultrasonido, en la cual no es necesaria la aplicación de presión.

Las frecuencias del ultrasonido aplicadas están comprendidas entre 20 y 30 KHz. Las vibraciones ultra sonoras generadas se propagan a través de la cabeza y llegan hasta la punta (6),

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