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

Amplitud de vibración. La amplitud de vibración de la punta de soldadura está directamente relacionada con la energía entregada a la soldadura.Las amplitudes de vibración ultrasónica son bastante pequeñas: 10, 30 o 50 micrones en la soldadura y rara vez exceden los 100 micrones (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 configurarse y controlarse en la fuente de alimentación mediante un sistema de control de retroalimentación.

Fuerza estática. La fuerza ejercida sobre las piezas de trabajo a través de la punta de soldadura y el yunque crea un contacto íntimo entre las superficies opuestas a medida que comienzan las vibraciones de la soldadura.La magnitud de la fuerza, que depende de los materiales y espesores, así como del 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 requerir una fuerza de 1500 N, mientras que 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, es mejor examinar la potencia, la energía y el tiempo juntos, ya que todos están estrechamente relacionados.Cuando se realiza una soldadura, el voltaje y la corriente de la fuente de alimentación dan como resultado 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 para soldadura se clasifican según la potencia máxima que pueden ofrecer, que varía desde unos pocos cientos de vatios hasta varios kilovatios.La mayoría de los tiempos de soldadura son inferiores a un segundo.Basado en una producción de potencia constante, una soldadura de 0,4 segundos con un soldador de 2 kW produciría 800 julios de energía.

Materiales. Esto abarca una amplia gama de cuestiones y parámetros relacionados con la soldadura de metales por ultrasonidos.El primero es el tipo de material o combinación de materiales.Se ha descubierto que la mayoría de los materiales y combinaciones de materiales son soldables de alguna manera, aunque generalmente faltan parámetros de soldadura específicos y datos de rendimiento para la mayoría de ellos.Las propiedades del material, incluidos el módulo, el límite elástico y la dureza, son una consideración clave.

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

Las características de la superficie del material son otro parámetro, que incluye acabado, óxidos, revestimientos y contaminantes.

Geometría de la pieza. La forma de las piezas soldadas juega un papel importante, siendo el factor dominante el espesor de la pieza.En términos generales, las piezas delgadas tienen más posibilidades de lograr una soldadura ultrasónica exitosa.Aumentar el espesor de la pieza, en particular la pieza que hace contacto con la punta de soldadura, requiere un área de punta de soldadura más grande, más fuerza estática y mayor potencia de soldadura.Los espesores máximos alcanzables dependerán del material y de la potencia disponible de la fuente de soldadura.

Estampación. Compuesto por el sonotrodo/punta de soldadura y el yunque, el útil sirve 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 resaltes u otras superficies rugosas para mejorar el agarre de la pieza de trabajo.

Si bien las superficies de contacto de la punta de soldadura y el yunque suelen ser planas, la punta de soldadura puede diseñarse con una curvatura ligeramente convexa para cambiar las tensiones de contacto.

Método de soldadura de metales

1. Forja en caliente: tiene como objetivo fabricar piezas de trabajo de cierta temperatura en otras formas mediante una prensa de forja con la ayuda de una punzonadora, una máquina de forja u otros equipos.

   
   

 2.Fundición: Su objetivo principal es fundir el metal hasta convertirlo en líquido mediante el uso de alta temperatura, que se aplica principalmente a la fundición de hierro, acero, cobre, aluminio, zinc y varios metales preciosos;

 3.Tratamiento térmico: Su objetivo principal es cambiar el endurecimiento de los materiales mediante el tratamiento térmico de las piezas de trabajo.Por ejemplo, enfriamiento para diversos hardware y peajes, automóviles y motocicletas, máquinas herramienta, piezas de hardware y piezas de máquinas, moldes de hardware, etc.

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

 5.Recocido: Recocido de diversos 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.