Mais controle para soldagem ultrassônica

Muita coisa pode acontecer em 0,5 segundo, especialmente no mundo da montagem. Um ou mais rebites podem ser inseridos simultaneamente. Vários grânulos de adesivo podem ser

dispensada. E duas peças termoplásticas podem ser soldadas por ultrassom em uma peça utilizável.

Por mais de 30 anos, a soldagem ultrassônica tem sido um método popular para montagem de peças feitas de termoplásticos ou compósitos termoplásticos amorfos ou semicristalinos. A soldagem ultrassônica é uma forma de soldagem por fricção que une as peças vibrando-as umas contra as outras.

Todos os soldadores ultrassônicos possuem uma fonte de alimentação (gerador), controlador de computador, atuador (acionado por um cilindro pneumático ou parafuso esférico acionado por servo), transdutor, amplificador e buzina sonotrodo. O transdutor, o booster e a buzina constituem a pilha ultrassônica.

A energia é enviada para o transdutor, que contém cristais piezoelétricos que se expandem e contraem. Essa ação provoca vibrações mecânicas que o booster aumenta e transfere para a buzina, que, por sua vez, transfere energia ultrassônica para a interface articular.

O calor é gerado na junta através de uma combinação de fricção e histerese. O calor derrete uma pequena quantidade de plástico em cada parte. Quando as vibrações ultrassônicas param, o material fundido solidifica e a solda é obtida. O tempo real de soldagem é geralmente entre 200 e 400 milissegundos.

Além da velocidade, os fabricantes gostam que a soldagem ultrassônica seja limpa e econômica, principalmente para peças pequenas. Eles também gostam do fato de os fornecedores estarem desenvolvendo máquinas que lhes proporcionam mais controle de processo e capacidade de soldar peças plásticas complexas.

Por exemplo, a Herrmann Ultrasonics Inc. desenvolveu um sonootrde composto que permite a um fornecedor automotivo europeu soldar por ultrassom luzes diurnas com formato 3D. O sonotrodo composto consiste em um suporte de sonotrodo e várias pontas de sonotrodo, cada uma projetada e ajustada como uma unidade autônoma.

As pontas têm alturas diferentes e são projetadas para combinar com o contorno da peça durante a soldagem. Para garantir a vibração correta de cada ponta, ela é montada no transportador, ajustada manualmente e calibrada quanto à frequência. Para garantir a vibração correta do sonotrodo composto, ele é ajustado para frequência, potência mínima em marcha lenta e distribuição uniforme de amplitude. A buzina composta é então medida a laser sob simulação de carga. As correções necessárias são realizadas por uma máquina.

“O verdadeiro período de crescimento da soldagem ultrassônica ocorreu nas décadas de 1980 e 1990”, diz Bill Reed, diretor de vendas e marketing da Extol Inc., que integra máquinas de soldagem ultrassônica e também fabrica sistemas de soldagem por rotação, infravermelho e placa quente. “Hoje estamos em uma era de refinamento.”

Os fabricantes podem controlar todos os parâmetros-chave do processo de soldagem ultrassônica: amplitude, tempo de soldagem, tempo de espera, energia, potência e distância. A tecnologia atual permite que os operadores programem com precisão esses parâmetros no controlador de sistemas portáteis, de bancada, automatizados e robóticos.

Amplitude é o movimento pico a pico do chifre em sua face. A Branson Ultrasonics Corp. possui um sistema de perfil de amplitude que permite aos usuários aumentar ou diminuir instantaneamente a amplitude da corneta durante a soldagem.

“Digamos que o tempo de soldagem seja de 250 milissegundos e que sejam necessários 150 milissegundos para atingir a temperatura de fusão”, diz Jeff Frantz, diretor de marketing e desenvolvimento de produtos da Branson Ultrasonics Corp. mantenha a temperatura de fusão por mais 100 milissegundos, resultando em uma soldagem mais forte em nível molecular, com menos flash e marcação de peças. Esse recurso está sendo mais usado em todos os setores, mas especialmente por fabricantes de eletrônicos médicos e de consumo para seus produtos de última geração.”

Branson X-Port é um aplicativo do Windows que permite aos operadores acompanhar o processo de soldagem em tempo real. Ele fornece dados detalhados para que as flutuações da solda possam ser imediatamente reconhecidas e corrigidas. Os parâmetros exibidos incluem tempo de soldagem, energia e força; distância absoluta; velocidade; colapso total e de solda; e potência de pico.