Frecuencia Ultrasónica.Los transductores de soldadura ultrasónica están diseñados para operar a una frecuencia específica de 15 a 300 kHz para diferentes sistemas y aplicaciones. La mayoría de los sistemas de soldadura de metal funcionan a 20 a 40 kHz, siendo 20 kHz la frecuencia más común.

Amplitud de vibración.La amplitud de vibración de la punta de soldadura está ligada directamente a la energía entregada a la soldadura. Las amplitudes de vibración ultrasónica son bastante pequeñas: 10, 30 o 50 micras en la soldadura, y rara vez superan las 100 micras (aproximadamente 0.004 pulgadas). En algunos sistemas de soldadura, la amplitud es una variable dependiente; es decir, está relacionado con la potencia aplicada al sistema. En otros sistemas, la amplitud es una variable independiente capaz de establecerse y controlarse en la fuente de alimentación a través de un sistema de control de retroalimentación.

Fuerza EstáticaLa fuerza ejercida sobre las piezas de trabajo a través de la punta y el yunque de soldadura crea un contacto íntimo entre las superficies opuestas a medida que comienzan las vibraciones de soldadura. La magnitud de la fuerza, que depende de los materiales y espesores, así como el tamaño de la soldadura producida, puede ser de decenas a miles de newtons. Por ejemplo, producir una soldadura de 40 mm2 en un aluminio de la serie 6000 puede usar una fuerza de 1,500 N, mientras que las soldaduras de 10 mm2 en una lámina de cobre blando de 0,5 mm de espesor pueden requerir solo 400 N.

Poder, energía y tiempo.Si bien se enumeran como parámetros de soldadura separados, la potencia, la energía y el tiempo se examinan mejor juntos, ya que todos están estrechamente relacionados. Cuando se realiza una soldadura, el voltaje y la corriente de la fuente de alimentación producen energía eléctrica que fluye hacia el transductor durante el ciclo de soldadura. La energía entregada es el área bajo la curva de potencia de soldadura. La mayoría de las fuentes de energía de soldadura se clasifican según la potencia máxima que pueden entregar, con una variación de unos pocos cientos de vatios a varios kilovatios. La mayoría de los tiempos de soldadura son inferiores a un segundo. Basado en una potencia de salida constante, una soldadura de 0.4 segundos de una soldadora de 2 kW entregaría 800 julios de energía.

Materiales.Esto abarca una amplia gama de problemas y parámetros relacionados con la soldadura ultrasónica de metales. Primero es el tipo de material o combinación de materiales. Se ha encontrado que la mayoría de los materiales y combinaciones de materiales son soldables de alguna manera, aunque la mayoría de ellos carece de parámetros específicos de soldadura y datos de rendimiento. Las propiedades del material, incluido el módulo, el límite elástico y la dureza, son una consideración clave.

En términos generales, las aleaciones blandas como aluminio, cobre, níquel, magnesio, oro, plata y platino se sueldan más fácilmente por ultrasonidos. Las aleaciones más duras como el titanio, los hierros y los aceros, y las aleaciones aeroespaciales a base de níquel y los metales refractarios (molibdeno y tungsteno) son más difíciles.

Las características de la superficie del material es otro parámetro, que incluye acabados, óxidos, recubrimientos y contaminantes.

Parte Geometría.Las formas de las partes soldadas juegan un papel importante, siendo el factor dominante el grosor de la parte. En términos generales, las piezas delgadas tienen una mejor oportunidad de lograr una soldadura ultrasónica exitosa. El aumento del grosor de la parte, en particular la parte que contacta con la punta de soldadura, requiere un área de punta de soldadura más grande, más fuerza estática y mayor poder de soldadura. Los espesores máximos alcanzables dependerán del material y la potencia disponible de la fuente de poder de soldadura.

Estampación.Compuesto por la punta de sonotrodo / soldadura y el yunque, las herramientas sirven para soportar las piezas y transmitir energía ultrasónica y fuerza estática. En la mayoría de los casos, la punta de la herramienta se mecaniza como parte integral de un sonotrodo sólido, pero en algunos casos se utilizan puntas de herramienta desmontables. Las superficies de contacto de las herramientas suelen tener patrones moleteados mecanizados de ranuras y terrenos u otras rugosidades de la superficie para mejorar el agarre de la pieza de trabajo.

Mientras que las superficies de contacto de la punta de soldadura y el yunque generalmente son planas, la punta de soldadura puede diseñarse con una ligera curvatura convexa para cambiar las tensiones de contacto.

Método de soldadura de metal

1. Forjado en caliente: tiene como objetivo fabricar las piezas de trabajo de cierta temperatura en otras formas a través de la prensa de forjado con la ayuda de punzonadoras, máquinas de forjado u otros equipos.

   
   

2. Fundición: principalmente tiene como objetivo fundir el metal en líquido mediante el uso de la alta temperatura, que se aplica principalmente a la fundición de hierro, acero, cobre, aluminio, zinc, así como varios metales preciosos;

3. Tratamiento térmico: Su objetivo principal es cambiar el endurecimiento de los materiales a través del tratamiento térmico en piezas de trabajo. Tales como, enfriamiento rápido de diversos herrajes y peajes, automóviles y motocicletas, máquinas herramientas, piezas de hardware y piezas de máquinas, moldes de hardware, etc.

4. Soldadura / Soldadura fuerte: Su objetivo principal es fundir la soldadura calentándola a una temperatura determinada con el fin de conectar dos tipos de metales del mismo material o material diferente

5. Recocido: recocido de varios productos de acero inoxidable y otras piezas de trabajo, como lavabos de acero inoxidable, tubos de acero inoxidable, tacos, cerraduras de latón, radiadores de aluminio, etc.