Como é gerado o calor da máquina de solda ultrassônica?

A tecnologia de soldagem ultrassônica tem as vantagens de economia, confiabilidade e fácil integração de automação e é uma tecnologia comum para soldagem de plástico.

Ao contrário das fontes de calor tradicionais que geram calor em contato direto com o plástico, as conexões ultrassônicas de cobre geram calor por pulverização.

1. Amplitude, frequência e comprimento de onda

Na soldagem ultrassônica, as ondas longitudinais se propagam em altas frequências, resultando em vibrações mecânicas de baixa amplitude. A energia elétrica da máquina de solda é convertida em energia mecânica para movimento alternativo. Para entender a relação entre amplitude, frequência e comprimento de onda, e como eles se relacionam com a geração de calor, precisamos identificar os principais componentes de um soldador ultrassônico.

Os principais componentes de um soldador ultrassônico são uma fonte de energia, um transdutor, um modulador de amplitude (às vezes chamado de conversor de amplitude) e um cabeçote de soldagem. O gerador converte uma fonte de alimentação de 50-60Hz com tensão de 120V/240V em uma fonte de alimentação de 20-40khz com tensão de 1300V. Essa energia é alimentada no sensor, que converte a energia elétrica em vibrações mecânicas usando uma cerâmica piezoelétrica em forma de disco que produz um deslocamento de tensão quando uma corrente de alta frequência passa por ela.

O transdutor transmite a vibração para o modulador de amplitude. O modulador de amplitude amplifica a amplitude das ondas ultrassônicas e continua a transmiti-las ao cabeçote de soldagem. A ponta de solda continua a amplificar a amplitude das ondas ultrassônicas e entra em contato com a peça.

A energia é transferida para os locais das varetas de solda das duas partes do conjunto. Como o eletrodo é projetado para ser um ponto de concentração de energia, o atrito gera calor sob pressão. O calor é gerado pelo atrito entre as superfícies superior e inferior do material e entre as moléculas dentro do material. O calor da fricção derrete as partes superior e inferior e as une no local de soldagem.

2. Conheça a taxa de aquecimento

Para o mesmo material, três fatores determinam a taxa de aquecimento: frequência, amplitude e pressão de soldagem. Para dispositivos existentes como 15Khz, 20Khz, 30khz ou 40Khz, a frequência é fixa. Portanto, a taxa de aquecimento geralmente pode ser alterada pela pressão de soldagem. Em geral, quanto maior a pressão, mais rápida a taxa de aquecimento. Além disso, você pode alterar a amplitude, assim como a pressão, quanto maior a amplitude, mais rápido o aquecimento.

Obviamente, pressão e amplitude excessivas também podem afetar adversamente a qualidade da solda, como degradação do material, vazamentos, rachaduras e derramamentos. Portanto, a soldagem ultrassônica requer um processo de otimização dos parâmetros do processo. Depois que os parâmetros do processo de soldagem são determinados, o processo de soldagem pode atingir uma saída estável de alta velocidade e alta resistência. É por isso que a soldagem ultrassônica é amplamente utilizada na produção em massa.

3. Tempo, distância, potência e energia

O calor necessário para a soldagem depende do tipo de material, projeto de solda e especificações do equipamento. O método tradicional de controle térmico é a soldagem de acordo com o modo de tempo, ou seja, soldagem por um determinado tempo, como 0,2-1s (geralmente menos de 1s). No entanto, os equipamentos de soldagem ultrassônicos de hoje também permitem configurar e monitorar a distância, a potência e a energia da soldagem. Operadores devidamente treinados também podem ajustar parâmetros para resultados de soldagem consistentes com base em condições reais e diferentes materiais. Isso também melhora muito a flexibilidade e a confiabilidade da soldagem.