1.Soldagemfrequências:
As frequências de soldagem típicas variam de 40kHz a 15kHz. Os vários parâmetros da aplicação determinarão o melhor equipamento e a frequência para obter uma solda ideal para as peças.
Por exemplo, para conjuntos pequenos e delicados (placas de circuito impresso, componentes microeletrônicos, etc.) com tolerâncias estreitas, uma frequência mais alta (por exemplo, 40 kHz) é mais adequada, pois a pressão aplicada e as vibrações ultrassônicas podem ser minimizadas, juntamente com qualquer marcação de Superfícies de classe A.
Baixa frequência (por exemplo, 15kHz) é adequada para peças de tamanho médio a grande e também permite a soldagem de muitos plásticos mais macios com distâncias de campo distante maiores (mais sobre isso abaixo) do que normalmente é possível com sistemas de frequência mais alta.
A frequência de 20 kHz é a frequência ultrassônica mais comumente usada para montagem de plásticos e oferece flexibilidade máxima, pois é adequada para uma ampla gama de aplicações e componentes termoplásticos.
2. Considerações sobre materiais:
De acordo com o princípio básico da montagem ultrassônica conforme descrito acima, os termoplásticos podem ser montados ultrassonicamente porque derretem dentro de uma faixa de temperatura específica; enquanto os materiais termoendurecíveis - que se degradam quando aquecidos - são inadequados para montagem ultrassônica.
A soldabilidade de qualquer termoplástico depende de sua rigidez ou módulo de elasticidade, densidade, coeficiente de fricção, condutividade térmica, calor específico e Tm ou Tg.
Em geral, os plásticos rígidos exibem excelentes propriedades de soldagem em campo distante porque transmitem prontamente a energia vibratória. Plásticos macios, com baixo módulo de elasticidade, atenuam as vibrações ultrassônicas e, como tal, são mais difíceis de soldar.
Na estaca, conformação ou soldagem a ponto, o oposto é verdadeiro. Geralmente, quanto mais macio for o plástico, mais fácil será para estaquear, formar ou soldar por pontos.
Também via de regra, as resinas são classificadas como amorfas ou cristalinas. A energia ultrassônica é transmitida facilmente por meio de resinas amorfas, que, portanto, se prestam prontamente à soldagem ultrassônica. As resinas cristalinas, por outro lado, não transmitem energia ultrassônica prontamente. Por esta razão, ao soldar resinas cristalinas, níveis de amplitude e energia maiores devem ser usados, e consideração especial deve ser dada ao projeto da junta.
As variáveis que podem influenciar ainda mais a soldabilidade são o teor de umidade, agentes desmoldantes, lubrificantes, plastificantes, agentes de reforço de preenchimento, pigmentos, retardadores de chama e outros aditivos, junto com o grau de resina real.
Da mesma forma, é importante determinar o grau de compatibilidade dos materiais a serem soldados. Certos materiais têm algum grau de compatibilidade, mas nem todos os graus e composições podem ser compatíveis e alguns não são de todo compatíveis.
3. Impacto do projeto da junta:
Talvez a faceta mais crítica da soldagem ultrassônica seja o projeto da junta (a configuração de duas superfícies de contato). Deve-se considerar quando as peças a serem soldadas ainda estão em fase de projeto e posteriormente incorporadas às peças moldadas. Há uma variedade de designs de juntas, cada um com características e vantagens específicas. Sua seleção é determinada por fatores como tipo de plástico, geometria da peça, requisitos de soldagem, capacidade de usinagem e moldagem e aparência cosmética.
4. Ferramentas e acessórios:
É difícil exagerar a importância dos chifres e acessórios quando se trata de obter uma solda ultrassônica eficaz.
Costumava haver uma percepção na indústria de que chifres e acessórios para uma aplicação específica precisavam ser fornecidos pelo mesmo fabricante de qualquer prensa de soldagem que estivesse sendo usada. Hoje, os engenheiros sabem que são livres para misturar e combinar: o melhor ferramental para o trabalho não precisa ter o mesmo nome que está na prensa, desde que a frequência de soldagem corresponda.
As opções de material de fabricação de ferramentas incluem alumínio, titânio, aço endurecido e aço inoxidável. Fatores como o tipo de plástico a ser soldado, o tamanho e a configuração da junta, a resistência da solda e / ou durabilidade determinarão o melhor material para o trabalho. Por exemplo, para maior longevidade, o aço endurecido pode ser uma boa escolha.
Um bom design de fixação também é fundamental. O acessório tem duas finalidades principais: alinhar as peças sob o chifre e apoiar diretamente sob a área de solda. Esse suporte também inclui a reflexão da energia ultrassônica de volta para o plano de solda, motivo pelo qual os acessórios geralmente são usinados em metal.
Para maior resistência e durabilidade, pode-se aplicar revestimento de carboneto ou cromagem. Acessórios e ferramentas com contornos para peças de formato irregular podem ser projetados de forma personalizada, junto com dispositivos periféricos para prender, segurar e alinhar peças opostas. Acessórios segmentados e ajustáveis também podem ser construídos para garantir um encaixe seguro com peças de plástico moldado.
5. Parâmetros de soldagem:
Durante o próprio processo de soldagem, dependendo do tipo de sistema que está sendo usado, uma variedade de parâmetros de soldagem influenciam o resultado. Estes incluem amplitude / pressão, força de disparo e limites de tolerância, dependendo se a soldagem é feita por tempo, energia ou distância.
A configuração de amplitude é usada para especificar a amplitude vibracional. Ajustes finos de configurações de amplitude e pressão podem ser feitos frequentemente no controlador que aciona uma prensa, enquanto os ajustes principais podem ser realizados por meio do uso de reforços e controles de pressão.
As configurações de pressão da força de disparo especificam a pressão que precisa ser alcançada para disparar o ultrassom. O ajuste desse parâmetro com configurações, como temporizadores de retardo, modos de pré-disparo e configurações de força / pressão, pode afetar por quanto tempo as peças ficam em contato antes que o ultrassom esteja realmente ligado.
Configurações de tempo, como tempo de solda (a duração de tempo durante o qual as vibrações ultrassônicas são realmente aplicadas às peças) e tempo de espera (a duração pela qual a pressão é mantida para garantir a adesão adequada das peças, após o tempo de solda real e com ultrassom para que a solda possa esfriar), influenciam ainda mais quando e por quanto tempo o ultrassom deve permanecer ligado.
Da mesma forma, alguns sistemas permitirão ao usuário especificar configurações de energia - com limites e um pulso de calibração, por exemplo - enquanto alguns também permitirão configurações de distância - como incremental, pré-disparo, absoluto e limites.
Como pode ser visto, muitas partes móveis, se quiserem, entram em ação durante o processo de soldagem ultrassônica. A manipulação desses parâmetros pode significar a diferença entre uma solda bem-sucedida e uma solda ineficaz ou um chifre rachado.
