SOLDADURA POR ULTRASONIDO

Por: Aldo Gutiérrez Barrera

SOLDADURA POR ULTRASONIDO

La soldadura por ultrasonidos o ultrasónica

 Es a una moderna y vanguardista tecnología aplicada a escala industrial en que se generan vibraciones acústicas, caracterizadas por su alta frecuencia, que son aplicadas a piezas que están unidas bajo presión creando así un estado sólido de soldadura entre ellas.

La soldadura ultrasónica se emplea para unir distintos materiales, y su uso está muy extendido en los procesos para la unión de plásticos. La aportación energética necesaria para realizar uniones mediante soldadura por ultrasonidos se obtiene con la generación de vibraciones mecánicas, haciendo innecesarios clavos, adhesivos, tornillos u otros materiales

Soldadura por ultrasonidos: ¿Qué es y para qué se utiliza?

Existen diferentes métodos de soldadura, tanto en la industria pesada  Uno de las formas de soldadura es utilizando el método por ultrasonido que posee ciertas ventajas que lo hacen único. Sepa que es y cómo funciona dicho sistema de soldadura.

Que es la soldadura por ultrasonido

Muchos métodos de soldadura se utilizan en la industria, para la fabricación de los mas diversos productos tanto para la industria como para el hogar.

Uno de estos métodos es la soldadura por ultrasonido que viene acompañada de muchas ventajas.

El principio de funcionamiento es sencillo.

A grandes rasgos un equipo de soldadura por ultrasonido consta de tres partes esenciales: un generador de frecuencias, un convertidor del tipo piezoeléctrico y un sonotrodo.

Mientras las partes a soldar se mantienen firmemente unidas, se les aplica una energía específica vibratoria de alta frecuencia que ronda desde los 10000 hasta los 175000 hertz.

Para controlar la temperatura de soldadura se varía la amplitud de la frecuencia, pudiéndose controlar también la viscosidad de las resinas utilizadas para el procedimiento.

Es muy importante que la temperatura sea la más exacta, ya que una temperatura incorrecta provocaría un cambio en el flujo de la fusión.

Por supuesto que existen fórmulas matemáticas que, tomando ciertos parámetros, se utilizan para calcular la presión que deben tener las piezas a soldar, la temperatura, frecuencia, etc.

Equipos para soldadura por ultrasonidos

Los equipos de soldadura por ultrasonidos están formados principalmente por el generador, el convertidor piezoeléctrico y el sonotrodo. Un sistema informático inteligente adapta los parámetros para optimizar las soldaduras y permite su almacenamiento. El generador genera oscilaciones eléctricas a altas frecuencias (15-40 kHz) que son transformadas por el convertidor piezoeléctrico en vibraciones mecánicas ultrasónicas. Las potencias que alcanzan los equipos ultrasónicos oscilan entre 1, 5 y 3 kW.

El sonotrodo está hecho en aluminio y titanio. Cada tipo de soldadura en necesita un sonotrodo específico para cada caso debiéndose adaptar la resonancia del sonotrodo a las frecuencias deseadas mediante la afinación del instrumento. El sonotrodo transmite las vibraciones a las piezas a soldar, que permanecen fijas y presionadas, produciendo una fricción que eleva la temperatura en pocas décimas de segundo. El calor producido es proporcional a la amplitud de las ondas ultrasónicas.

Soldadura de plásticos por ultrasonidos

La soldadura de plásticos por ultrasonidos ES una de los técnicas más avanzadas y con mayores rendimientos. El ensamble ultrasónico de plásticos es el soldeo o el reformado de termoplásticos mediante calor generado por vibraciones mecánicas de alta frecuencia. En el caso del plástico, as vibraciones son introducidas verticalmente.

El proceso de soldadura ultrasónica produce un aumento térmico en la zona donde va a formarse la unión. El aumento de temperatura es debido a la absorción de las vibraciones mecánicas y la fricción entre las piezas.

Una vez producida su fusión, las piezas de plástico mantenidas bajo presión logran su unión molecular al enfriarse. El empleo de los ultrasonidos en la industria es variada, como la realización de mediciones de espesores de piezas metálicas y detección de defectos en su estructura, aperturas automáticas, etc.

Soldadura por ultrasonidos de metales

La soldadura por ultrasonidos aplicada a la unión de metales es un proceso completamente diferente al del soldeo ultrasónico de plásticos. Los metales a soldar no se calientan hasta fundirse, sino que están conectados mediante la aplicación de presión y la alta frecuencia de las vibraciones mecánicas.

En contraste con la soldadura de plásticos, las vibraciones mecánicas usadas durante el soldeo ultrasónico de metal se introducen en sentido horizontal.

Ventajas y usos más comunes

Este tipo de soldaduras tienen ventajas importantes sobre otros métodos de soldadura.

Temperatura: no es necesario precalentar las piezas a soldar, previniendo así cualquier posibilidad de deformación por altas temperaturas.

Contaminación: como este método no necesita de consumibles de aporte, la contaminación es mínima y no es necesario utilizar gases inertes.

Resistencia: es excelente la resistencia a los solventes que se obtiene con este método de soldadura.

El ultrasonido en sí tiene infinidad de usos más allá de la soldadura. Se pueden utilizar en la Medicina para obtener toda clase de diagnósticos, muy utilizados también para la construcción de radares de localización y demás campos de la Ciencia.

Ventajas competitivas:

- Flexibilidad y versatilidad. Debido a la reprogramación se puede utilizar para distintas piezas.

- Gracias al sistema de cambio rápido puede realizar diferentes tipos de soldadura.

- Posibilidad de soldar piezas diferentes simultáneamente.

- Larga vida útil. Reutilización del robot para otras aplicaciones.

Espacio reducido y fácil accesibilidad. Consumo y mantenimiento mínimos.

- Mayor eficiencia que el resto de máquinas convencionales

APLICACIÓN AREA AUTOMOTRIZ

Pero las soldaduras por ultrasonido son muy utilizadas en la industria automotriz, como por ejemplo ópticas traseras de vehículos, y dependiendo de las frecuencias seleccionadas se pueden fabricar gran cantidad de piezas que involucran a un automóvil.

Los ultrasonidos tienen aplicación también en operaciones industriales destinadas al corte de plásticos y caucho.