Soldadura ultrasónica explicada: Unión sin costuras sin sujetadores

Los ensamblajes que no requieren conectores o sujetadores como clavos, tornillos, adhesivos o soldadura para unir los materiales tienen la ventaja de menos puntos de debilidad. Incluso durante el ensamblaje, muchos componentes se desechan debido a fallos de los sujetadores, como roscas peladas o daño a la cabeza del tornillo.

La soldadura ultrasónica supera estos desafíos de fabricación y va un paso más allá. Es uno de los pocos procesos de soldadura que pueden unir materiales diferentes, como plástico y metal.

Ventajas de la soldadura ultrasónica

La soldadura ultrasónica utiliza el calor generado por el movimiento mecánico a alta frecuencia para soldar o unir eficazmente dos materiales. El proceso convierte la energía eléctrica de alta frecuencia en movimiento mecánico de alta frecuencia junto con fuerza. Todo el proceso crea suficiente calor por fricción para fundir y unir materiales plásticos entre sí o con otros materiales.

La principal ventaja de la soldadura ultrasónica es que produce un sello muy limpio, hermético y de alta calidad sin el uso de ningún material de aporte como adhesivo o soldadura. El resultado es un producto sin costuras visibles en las uniones, lo que resulta en un producto más atractivo visualmente y más higiénico.

La soldadura ultrasónica también es un proceso más rápido porque no hay necesidad de que un empleado o máquina maneje tanto el sujetador como la herramienta. La mayor productividad y el menor costo de producción se traducen en más ganancias para los fabricantes.

Además, la soldadura ultrasónica supera a otros métodos de conexión sin sujetadores como adhesivos, soldadura o soldadura blanda, porque no hay tiempo de curado o secado. Hoy en día, los procesos de soldadura ultrasónica están altamente automatizados, lo que resulta en ahorros de costos en mano de obra. Las ganancias más altas resultantes están directamente vinculadas a la fabricación de productos utilizando soldadura ultrasónica que pueden venderse a precios competitivos y con mayor calidad.

Diferencia entre soldadura ultrasónica y soldadura por vibración

Durante la soldadura por vibración típica de termoplásticos, una de las dos piezas se mueve a alta frecuencia mientras está bajo presión para generar el calor de fricción necesario para unir las dos superficies. Pero esta frecuencia es mucho menor que las frecuencias utilizadas en la soldadura ultrasónica.

En la soldadura ultrasónica, la energía eléctrica se convierte en energía vibracional de aproximadamente 20 kHz (más ampliamente utilizada) o 40 kHz (utilizada para piezas pequeñas y delicadas). Compare esto con la mayoría de las máquinas industriales de soldadura por vibración que operan a frecuencias de soldadura de 120–240 Hz.

Además, la amplitud (la medida de vibración u oscilación, medida desde la posición de equilibrio) de la soldadura por vibración es mayor, típicamente entre 0,4 y 1,8 mm. En contraste, las amplitudes de soldadura ultrasónica son mucho menores, entre 25 y 125 micrones o 0,025-0,125 mm.

Cuanto menor sea la amplitud de la onda, mayor será la frecuencia, resultando en una soldadura más rápida y de mejor calidad. De hecho, los tiempos de soldadura para procesos ultrasónicos pueden oscilar entre 1 y 3 segundos, mientras que la misma soldadura por vibración tomaría un ciclo en el rango de 5-10 segundos.

La soldadura ultrasónica se recomienda para piezas más pequeñas de 6 pulgadas, e incluso componentes electrónicos en miniatura. Este es uno de sus mayores beneficios, ya que muchos de nuestros productos electrónicos dependen de buenas soldaduras en piezas extremadamente pequeñas como auriculares y muchos componentes aeroespaciales, automotrices y médicos.

Mejores usos de la soldadura ultrasónica

La soldadura ultrasónica se utiliza en algunas aplicaciones sorprendentes debido a su capacidad para unir termoplásticos sin dejar costuras. Zapatos deportivos, neumáticos de caucho y bolsas de lona de plástico son algunos productos de consumo fabricados con este método de unión menos costoso.

La industria médica requiere dispositivos médicos de caucho y plástico que no tengan costuras, lo que los hace más higiénicos y fáciles de limpiar. Además, estos artículos permanecen livianos porque este tipo de proceso de soldadura no requiere otro material para asegurar la unión. Es el propio material del dispositivo el que se utiliza para formar un enlace totalmente sellado y sin fugas en una amplia variedad de dispositivos y productos médicos.

Las industrias de computadoras y electrónica se benefician de carcasas que pueden resistir cierta humedad debido al sello que crea la soldadura ultrasónica. Las uniones termoplásticas utilizadas en placas de circuito, conexiones de cableado y cintas de cable son de mejor calidad y más confiables debido a este tipo de proceso de soldadura.

Los procesos de sujeción y corte ultrasónicos se han automatizado, eliminando muchos de los errores introducidos por los métodos de fabricación tradicionales en ensamblajes pequeños, complejos o delicados. En las industrias automotriz, naval y aeroespacial, la soldadura ultrasónica ha traído una producción más rápida y una mayor garantía de calidad.

STE para soldadura ultrasónica

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