Una máquina de soldadura ultrasónica calificada consta de cuatro componentes principales: el generador ultrasónico, el transductor, el amplificador y la bocina de soldadura. Estos cuatro componentes deben coincidir exactamente en frecuencia. Cualquier discrepancia puede provocar una mala calidad de la soldadura, sobrecalentamiento del equipo, alarmas de desafinación de frecuencia o incluso daños al hardware.
El generador ultrasónico, comúnmente conocido como caja de control eléctrico, es el centro de control de señales de todo el sistema. Las máquinas de soldadura ultrasónica industriales modernas suelen utilizar generadores de seguimiento de frecuencia automáticos digitales, que pueden monitorear los cambios de carga en tiempo real, compensar automáticamente las variaciones de frecuencia y mantener un voltaje y una amplitud estables. Por lo general, proporcionan tres modos principales de control de soldadura: modo de tiempo, modo de energía y modo de desplazamiento. El generador convierte la alimentación de red de 50 Hz en energía eléctrica ultrasónica de alta-frecuencia y al mismo tiempo proporciona protección contra sobrecargas, anomalías de frecuencia y protección de temperatura. Actúa como centro de control que ayuda a mantener un rendimiento de soldadura estable.
El transductor es el componente central de conversión de energía. Consta de múltiples capas de elementos cerámicos piezoeléctricos apilados. Mediante el efecto piezoeléctrico, convierte la energía eléctrica en vibración mecánica y la vibración mecánica nuevamente en energía eléctrica. Es uno de los componentes más precisos y sensibles de todo el sistema de soldadura ultrasónica. El transductor debe coincidir estrictamente con la frecuencia operativa especificada. Los transductores de . 15 kHz, 20 kHz, 30 kHz y 40 kHz no son intercambiables. Los impactos, el enfriamiento insuficiente, las altas temperaturas y el funcionamiento sin una carga adecuada pueden provocar que los elementos cerámicos se agrieten y fallen.
El amplificador no genera vibraciones. Su función principal es transmitir y ajustar la amplitud de la vibración. Dependiendo de los requisitos de soldadura, los amplificadores se pueden clasificar como amplificadores-aumentadores de amplitud, amplificadores estándar y amplificadores-reductores de amplitud. Los materiales-difíciles de-soldar, los materiales-reforzados con fibra-de vidrio y las piezas de pared-gruesas generalmente requieren mayor amplitud y pueden usar un refuerzo-que aumenta la amplitud. Las piezas de pared delgada-de precisión y los productos con componentes internos sensibles pueden requerir una amplitud más baja y pueden usar un amplificador reductor de amplitud-. Los impulsores suelen estar hechos de acero aleado y requieren alta rigidez, baja pérdida de energía y un rendimiento de resonancia estable.
La bocina de soldadura es el extremo de trabajo que contacta directamente con el producto. Por lo general, está hecho de aleación de aluminio, aleación de titanio o acero para herramientas. La aleación de aluminio es adecuada para la creación de prototipos y piezas pequeñas ordinarias. La aleación de titanio es adecuada para la producción en masa-a largo plazo y ofrece una alta resistencia a la fatiga. El acero para herramientas es adecuado para plásticos con alto contenido de-fibra de vidrio--y plásticos de alta-dureza. El cuerno de soldadura debe diseñarse mediante simulación de resonancia. Los productos no-estándar requieren bocinas personalizadas. El uso de una bocina de uso general-puede causar fácilmente vibraciones desiguales, soldaduras débiles parciales y deformación, aplastamiento o agrietamiento del producto.
La coincidencia de resonancia entre los cuatro componentes principales es la clave para un rendimiento estable de la soldadura ultrasónica y también es uno de los aspectos que más comúnmente se pasa por alto durante la-puesta en marcha del equipo en el sitio.
