Soldagem por ultra-som

Genealogia

Princípio - Esforços

Aplicações De Plásticos: freqüências entre 20 e 70 khz; os materiais têm que ter pontos de fusão equivalentes. vibrações mecânicas introduzidas verticalmente; De Metais: vibrações mecânicas introduzidas horizontalmente.

SONOTRODOS

Características da Soldagem de Metais o processo envolve 3 fatores: forças estáticas (pressão), forças de cisalhamento (vibrações) e aumento de temperatura. o valor desses fatores depende da espessura, condição da superfície e das propriedades dos metais; as deformações e o aumento de temperatura são restritas à área de soldagem; não ocorre fusão dos metais;

Características da Soldagem de Metais forças estáticas entre 70 e 300 kg; não há adição de materiais; a ligação é caracterizada pela difusão; as superfícies da ferramenta são irregulares para evitar deslizamento.

Características da Soldagem de Metais Unidades em mm

Descrição do Equipamento Fonte: converte a freqüência da rede elétrica e controla a freqüência de saída e a amplitude; Transdutor: converte a alta freqüência em vibrações mecânicas; Amplificador (booster): amplia as vibrações mecânicas; Ferramenta (SONOTRODO): também amplia as vibrações; Bigorna: permanece imóvel.

Descrição do Equipamento

A soldagem 1.Ferramenta (Sonotrodo) 2 e 3.Partes a serem soldadas 4.Bigorna 5.Área de soldagem

Equipamento

Modelos de sonotrodo

Variáveis do processo amplitude da vibração: depende do amplificador e do desenho da ferramenta; força (pressão): é normalmente gerada por uma prensa pneumática; tempo de soldagem.

Variáveis do processo Objetivo: fornecer energia suficiente para o processo de soldagem.

O processo - Etapas 1ª etapa: pressão é aplicada entre as superfícies de soldagem;

1 a Etapa - Aplicação de pressão

2 a Etapa - Atrito as superfícies são atritadas,, uma na outra, afim de romper as impurezas;

3 a Etapa - Difusão Ocorre a difusão de átomos entre os metais de base e a dispersão das impurezas.

Consumo de energia entre componentes limpos e componentes sujos

Vantagens uniões de metais não-ferrosos; baixo período de tempo de soldagem (<1 segundo); nenhum calor é gerado para ser dissipado; nenhum consumível é utilizado; soldas consistentes e ligações mais fortes se comparadas a outros tipos de soldagem;

Vantagens baixo consumo de energia; habilidade de soldar vários materiais simultaneamente; parâmetros de soldagem ajustados automaticamente; baixo custo de operação se comparado a outros tipos de soldagem com aplicação equivalente (tabela 1);

Clip & Dip Soldagem à Material Ultra-som (Estanhagem) resistência Solda a $2,62/kg, 522,5kg $3.018,00 Fluxo a $14,00/litro, 870,6litros $3.220,00 Clipes a $0,005 cada $5.000,00 Energia para o pote de solda, $0,086/kWh $380,00 Energia para aplicar os clipes $365,00 Energia para a soldagem $3.500,00 $258,00 Ferramenta $300,00 $20.000,00 $1.135,00 Trabalho a $12,00/h Solder dip (Mergulhar na solda) a 687,5 peças por hora $17.450,00 Clipping (Grampear, Prender) 152 peças por hora $78.950,00 Manipulação do material e limpeza total do pote de solda, requer 1/2 pessoa $12.120,00 Soldagem à resistência de 300 peças por hora $40.000,00 Soldagem por Ultra-som de 270 peças por hora $44.444,00 Manutenção $500,00 $5.290,00 $40,00 Total $121.303,00 $68.790,00 $45.877,00

Vantagens nenhum efeito ambiental adverso: nenhum fumo ou odor; requer pouco espaço; ferramenta substituível e de baixo custo (executa mais de 1 milhão de soldas sem manutenção); qualidade final controlada.

Limitações materiais como chumbo, zinco e estanho não são recomendados. Estes materiais agem como lubrificantes; como regra geral, partes com no máximo 10 g podem ser soldadas. Este valor pode ser excedido se o material for relativamente macio;

Limitações forma desfavorável das peças a serem soldadas - FIOS;

Limitações contaminação leve é normalmente aceitável, mas em excesso prejudica o processo de soldagem.

Qualidade das soldas ligação metalúrgica estável e homogênea; união de alta condutividade; corrosão galvânica eliminada; materiais retém suas propriedades (trabalho a frio).

Segurança não utiliza nenhuma substância química prejudicial à saúde; não gera fumos; processo a baixa temperatura; processo realizado em uma única operação.

Aplicações Os metais mais adequados são os não ferrosos e algumas de suas ligas. (COBRE, LATÃO E ALUMÍNIO SÃO OS MAIS COMUNS).

Aplicações - Exemplos