¿Cómo se genera el calor de la máquina de soldadura ultrasónica?
La tecnología de soldadura ultrasónica tiene las ventajas de economía, confiabilidad y fácil integración de automatización, y es una tecnología común para la soldadura de plástico.
A diferencia de las fuentes de calor tradicionales que generan calor en contacto directo con el plástico, las conexiones ultrasónicas de cobre generan calor por pulverización.
1. Amplitud, frecuencia y longitud de onda
En la soldadura por ultrasonidos, las ondas longitudinales se propagan a altas frecuencias, lo que genera vibraciones mecánicas de baja amplitud. La energía eléctrica de la máquina de soldar se convierte en energía mecánica para el movimiento alternativo. Para comprender la relación entre amplitud, frecuencia y longitud de onda, y cómo se relacionan con la generación de calor, debemos identificar los componentes principales de una soldadora ultrasónica.
Los componentes principales de una soldadora ultrasónica son una fuente de energía, un transductor, un modulador de amplitud (a veces llamado convertidor de amplitud) y un cabezal de soldadura. El generador convierte una fuente de alimentación de 50-60Hz con un voltaje de 120 V/240 V en una fuente de alimentación de 20-40 khz con un voltaje de 1300 V. Esta energía se alimenta al sensor, que convierte la energía eléctrica en vibraciones mecánicas utilizando una cerámica piezoeléctrica en forma de disco que produce un desplazamiento de tensión cuando una corriente de alta frecuencia lo atraviesa.
El transductor transmite la vibración al modulador de amplitud. El modulador de amplitud amplifica la amplitud de las ondas ultrasónicas y continúa transmitiéndolas al cabezal de soldadura. La punta de soldadura continúa amplificando la amplitud de las ondas ultrasónicas y hace contacto con la pieza.
La energía se transfiere a las ubicaciones de las varillas de soldadura de las dos partes del conjunto. Dado que el electrodo está diseñado para ser un punto donde se concentra la energía, la fricción genera calor bajo presión. El calor se genera por la fricción entre las superficies superior e inferior del material y entre las moléculas dentro del material. El calor de la fricción funde las partes superior e inferior y las une en el lugar de la soldadura.
2. Conozca la tasa de calentamiento
Para el mismo material, tres factores determinan la velocidad de calentamiento: frecuencia, amplitud y presión de soldadura. Para dispositivos existentes como 15Khz, 20Khz, 30khz o 40Khz, la frecuencia es fija. Por lo tanto, la tasa de calentamiento generalmente puede cambiarse por la presión de soldadura. En general, cuanto mayor sea la presión, más rápida será la velocidad de calentamiento. Además, puede cambiar la amplitud, al igual que la presión, cuanto mayor sea la amplitud, más rápido será el calentamiento.
Por supuesto, la presión y la amplitud excesivas también pueden afectar negativamente la calidad de la soldadura, como la degradación del material, las fugas, las grietas y los derrames. Por lo tanto, la soldadura ultrasónica requiere un proceso de optimización de los parámetros del proceso. Después de determinar los parámetros del proceso de soldadura, el proceso de soldadura puede lograr una salida estable de alta velocidad y alta resistencia. Esta es la razón por la cual la soldadura ultrasónica se usa ampliamente en la producción en masa.
3. Tiempo, distancia, potencia y energía
El calor requerido para soldar depende del tipo de material, el diseño de la soldadura y las especificaciones del equipo. El método tradicional de control térmico es soldar según el modo de tiempo, es decir, soldar durante un tiempo determinado, como 0.2-1s (generalmente menos de 1s). Sin embargo, los equipos de soldadura por ultrasonidos de hoy en día a menudo también permiten configurar y controlar la distancia, la potencia y la energía de soldadura. Los operadores debidamente capacitados también pueden ajustar los parámetros para obtener resultados de soldadura consistentes según las condiciones reales y los diferentes materiales. Esto también mejora en gran medida la flexibilidad y la fiabilidad de la soldadura.