Soldadura por ultrasonido | Todo lo que necesitas saber
¿Buscas información sobre la soldadura por ultrasonido? Llegaste al lugar indicado, hemos preparado un artículo referente a todo lo que necesitas saber sobre este tipo de soldadura.
Abarcaremos una variedad de temas desde cómo funciona, cuáles son sus tipos, las principales aplicaciones, partes que conforman la máquina y las principales ventajas y desventajas.
Qué encontrarás en esta guía:
- ¿Qué es la soldadura por ultrasonido?
- ¿Cómo funciona la soldadura por ultrasonido?
- Aplicaciones de la soldadura por ultrasonido
- Tipos de soldadura por ultrasonido
- Las mejores máquinas de soldadura por ultrasonido
- Características a tener en cuenta para realizar una correcta soldadura por ultrasonido
- Procedimiento de inspección de soldadura por ultrasonido
- Ventajas de la soldadura por ultrasonido
- Desventajas de la soldadura por ultrasonido
- Conclusión
¿Qué es la soldadura por ultrasonido? | Definición
La soldadura por ultrasonido o ultrasónica es un método que requiere de una serie de vibraciones de energía, mientras los materiales a soldar se someten a presión. Además, estas vibraciones deben contar con una alta frecuencia para llevar a cabo procesos de sellado en la fabricación de diversos productos.
Por su parte, las vibraciones son las encargadas de que el plástico se derrita y se logre la soldadura por ultrasonido. Se dice que la soldadura por ultrasonido trabaja en varios ciclos para la unión de dos o más materiales. A su vez, ofrecen una buena resistencia, alta calidad en la unión.
¿Cómo funciona la soldadura por ultrasonido?
El funcionamiento de la soldadura por ultrasonido cuenta con un proceso simple, pero que requiere de las técnicas adecuadas para obtener buenos acabados. Este es un tipo de soldadura de estado sólido, que convierte la energía eléctrica en un movimiento mecánico el cual genera un cambio.
Las vibraciones de alta frecuencia, juegan un papel importante en el proceso de soldadura ya que los movimientos que generan pasan por los materiales generando de esta forma el calor para unir las piezas. Pero ¿cómo se logra que los materiales se derritan? Muy simple, las vibraciones van a someter los materiales a una fuerza, presión para que de esta forme se genere el calor necesario.
Por ello, para que las piezas se derritan correctamente estas deben fluir en ambas partes hasta que las vibraciones se corten y el plástico se enfríe logrando la unión de los materiales. Para de esta forma, crear una unión molecular la cual se basa en un intercambio de electrodos ya sea igual o diferente.
Además, es importante mencionar que en la soldadura por ultrasonido, existen materiales que requiere de un sellado hermético, el cual se caracteriza por proporcionar un bloqueo ante la entrada o salida del aire. Pero no se puede someter a altas temperaturas, por eso se considera ideal realizarlo con la soldadura ultrasónica.
Aplicaciones de la soldadura por ultrasonido
Conoce las principales aplicaciones de la soldadura por ultrasonido:
- La soldadura por ultrasonido se utiliza para soldar diferentes materiales termoplásticos los cuales se someten a altas temperaturas para volverse flexibles y contar con una gran movilidad hasta enfriarse. Algunos de los materiales termoplásticos son: polietileno, poliestireno, polibutileno, entre otros.
- También, en la fabricación de láminas de metal o chapas. En la industria automotriz los cuales se encargan de la elaboración, diseño, venta de automóviles en este caso para la fabricación de luces traseras, lámparas, entre otros.
- Monturas de bolígrafos, diapositivas, entre otros. De igual forma, se usa en la producción de piezas de gran tamaño.
- A su vez, tiene una gran importancia en las conexiones eléctricas las cuales se encargan de llevar los elementos productores hasta los consumidores. Específicamente en la elaboración de transformadores, capacitadores, alternadores. El cual se encarga de transformar la energía eléctrica en mecánica para el funcionamiento de equipos industriales, entre otros.
- Otra de sus aplicaciones es en el uso de conectores, filtros hospitalarios, uniones con una alta resistencia- estabilidad. Y para realizar trabajos de soldadura ya sean con metales o plásticos.
- Sin duda, la soldadura por ultrasonido tiene una gran importancia en una variedad de industrias las cuales buscan mejorar las condiciones de vida del ser humano, con el uso de herramientas y máquinas.
Tipos de soldadura por ultrasonido
A continuación, explicaremos los dos tipos de soldadura por ultrasonido:
Soldadura por ultrasonido para plásticos
La soldadura por ultrasonido de plásticos es uno de los tipos más utilizados, el proceso de esta soldadura se basa en la transformación del calor por medio de fricción. Se producen las vibraciones sobre el punto de la unión a soldar y se derriten los plásticos formado un solo material. Para realizar este tipo de soldadura se pueden utilizar dos métodos: el de longitudinal y helicoidal.
El primer método a utilizar, cuenta con un sistema vertical que igualmente produce las vibraciones en esa dirección, para realizar la soldadura. En cambio, el helicoidal mantiene la dirección vertical pero el procedimiento es distinto. En este se produce fusión (estado sólido a líquido mediante acción de calor) en las piezas a soldar por fricción y las vibraciones se mueven con una fuerza de sentido tangencial.
Soldadura por ultrasonido para metales
Este método se utiliza desde hace años y es un procedimiento corto que se realiza en cuestión de segundos. La soldadura por ultrasonido para metales, como el caso del aluminio o cobre no requiere del punto de fusión. En este caso el procedimiento que se utiliza es que las vibraciones generan un movimiento entre las superficies, para mantener la unión de los materiales mediante la fuerza. Esta se caracteriza por crear un sellado limpio de calidad mejorada.
Por otro lado, lo que diferencia a los dos tipos de soldadura por ultrasonidos es que en la utilización de plásticos se realiza la fusión y para los metales no se busca fundir el metal base. Además, existen una clasificación de las soldaduras por ultrasonido de acuerdo a sus aplicaciones para generar soldaduras específicas, continúas o circulares, estas son: soldadura por punto, costura y torsión.
Las mejores máquinas de soldadura por ultrasonido
Seguidamente, daremos a conocer las mejores máquinas de soldadura por ultrasonido y las partes que la conforman:
Las máquinas de soldadura por ultrasonido, se caracterizan por contar con una variedad de funciones que permiten realizar diferentes aplicaciones. Además, son de uso práctico y disponen de un montaje fácil con accionamiento: manual, semiautomático e incluso automático. Otro de los aspectos a mencionar de los equipos de soldadura por ultrasonido es que ofrecen una gran precisión y son máquinas que disponen de tecnología avanzada.
Máquina de soldadura por ultrasonido para hacer plantillas
Las máquinas de soldadura por ultrasonido para hacer plantillas, son uno de los modelos más prácticos que encontrarás. Permiten un control de los parámetros en los trabajos de soldadura, de acuerdo a la unión que se desee realizar. Cuentan con un buen rendimiento y costuras perfectas.
En general las máquinas de soldadura por ultrasonido proporcionan calidad de la soldadura. Algunas de las características son:
- Las propiedades mecánicas hacen que este tipo de soldaduras sean resistentes a la corrosión, cortes. Además, se han realizado pruebas con agua caliente comprobando la corrosión de los acabados en la soldadura. Se puede realizar un control visual y ajuste.
Partes de una máquina de soldadura por ultrasonido para plásticos
Conoce los componentes básicos que conforman una máquina de ultrasonido para plásticos. Entre ellas se encuentran:
Generador
Este se conoce como la fuente de poder y tiene la función de cambiar energía eléctrica a una alta frecuencia para que la máquina funcione correctamente. Además, esa energía que crea el generador es la que se va a enviar, para que se produzca la transformación de las vibraciones.
Transductor
El transductor es otra de las partes esenciales que conforman a una máquina por ultrasonido. Tiene la función de convertidor, ya que recibe la energía producida por el generador, para obtener un movimiento mecánico y transformar las vibraciones en alta frecuencia. Las intensidades del transductor se distingue por tres zonas: la zona de muerte, campo cercano y campo lejano.
Amplificador
Las vibraciones generadas llegan al amplificador, el cual busca nivelar esas vibraciones de acuerdo al material con el que se trabaje. También, va depender del tipo de amplificador ya que puede triplicar o duplicar las vibraciones.
Prensa y Yunque
Otras de las partes que conforman una máquina de soldadura por ultrasonido es la prensa, la cual tiene la función de adjuntar el sistema de soldadura. En cambio el yunque, es el que sujeta las piezas a soldar sean de plástico o metálicas.
Sonotrodo
Por último, tenemos el sonotrodo o pieza acústica es el encargado de enviar las oscilaciones mecánicas que genera el convertido hacia las piezas a soldar. Esto se caracteriza por contar con una alta resistencia, por una amplitud de las oscilaciones y los podrás encontrar en diferentes formas: redondos, rectos, cuadrados, entre otros.
Características a tener en cuenta para realizar una correcta soldadura por ultrasonido
Estas son cuatros aspectos que no debes dejar pasar, para realizar una buena técnica de soldadura por ultrasonido:
- Primeramente es necesario que el ensamblaje sea el indicado, esto quiere decir que no debe ser excesivo pero tampoco insuficiente. Para un ensamblaje óptimo, se requiere de una buena unión de la superficie.
- También, es importante que las piezas que se deseen soldar ya sean de plástico o metal, logren conservar la estabilidad en el proceso de soldadura.
- A su vez, verificar que las piezas cuenten con la fuerza – intensidad necesaria para soportar. Esto tiene que ver con la presión que se va a generar durante el proceso.
- Por último, es importante que no exista presencia de humedad durante el proceso de soldadura ya que si no disminuirá la soldabilidad siendo un aspecto negativo.
Procedimiento de inspección de soldadura por ultrasonido
A continuación, daremos a conocer el procedimiento que se lleva a cabo para la inspección de la soldadura por ultrasonido:
Control de calidad de soldadura por ultrasonido
El control de puntos de soldadura por ultrasonido, tiene la función de proporcionar a los usuarios y fabricantes la calidad del producto. Esto se comprueba por medio de inspecciones que garantizan dicho control. Estas inspecciones se rigen por una serie de normas establecidas y comprobadas. En este contenido mencionaremos los principales.
Ensayos de ultrasonidos
En primer lugar, tenemos un método de inspección el cual se encarga de medir las diferentes reflexiones de las ondas que se producen y si se encuentran descontinúas. Además, comprueba otros factores importantes como es el caso huecos superficiales, residuos, entre otros. Al determinar estos factores mediante los ensayos ultrasonidos, es que se dice que cuentan con un control de calidad.
Con respecto a los tipos de ensayos ultrasonidos tenemos: los convencionales que son los que generalmente se utilizan y los avanzados los cuales detectan defectos de la superficie. Seguidamente, mencionaremos cuatro tipos de ensayos no destructivos:
- La inspección visual es aquel que permite observar salpicaduras, grietas pequeñas.
- Las tintas penetrales tienen la función de encontrar imperfecciones que no son claras a simples vista, se considera uno de los métodos más sencillos.
- Por su parte, las radiografías observan la estructura interna de los materiales y verifican que no exista discontinuidades en los materiales a utilizar.
- También, se encuentra el análisis de las vibraciones los cuales comprueban que no exista alguna desalineación, desbalance, entre otros.
Es importante aclarar que estos son uno de los más utilizados pero, existen una variedad de tipos de ensayos no destructivos como: los ultrasonidos y las termografías.
Instrumentos de medición
Es importante mencionar los instrumentos de inspección. Los cuales entran en los diferentes ámbitos de inspección y de los ensayos ultrasonido. Estos se encargan de comprobar que el equipo funcione correctamente, buscan realizar un control sobre las piezas metálicas, determinan el lugar de la falla y mide el grosor, fuerza, resistencia del material a utilizar, entre otros.
Seguidamente, explicaremos los cuatros instrumentos que se utilizan en la inspección de la soldadura por ultrasonido:
- El equipo de comprobación de fallas, permite determinar alguna fisura o daño en los materiales a trabajar, gracias a esto se obtiene un control de calidad para las soldaduras. Estos se conocen como medidores de medición.
- En segundo lugar, tenemos los instrumentos de medición de la dureza. Estos buscan realizar un ensayo sobre las piezas y cuentan con una variedad de modelos para aplicaciones en específico.
- También, se encuentran los medidores del espesor lo que hace la medición de una forma práctica y sencilla. Como lo indica su nombre este instrumento se encarga de medir el espesor del material.
- En el caso del medidor caudal se encarga de la medición de velocidad, esto lo hace sin necesidad de realizar perforaciones en las tuberías.
Ventajas de la soldadura por ultrasonido
Estas son las ventajas de la soldadura por ultrasonido. Entre ellas tenemos:
- La principal ventaja de este tipo de soldadura es que permite trabajar tanto con metales y plásticos. Ambos procesos se llevan de manera diferente pero garantizan buenos resultados; además, se puede realizar trabajos de soldadura con una variedad de metales.
- Además, es beneficiosa con el ambiente por dos aspectos: primeramente, porque no emite gases nocivos o residuos. Los cuales producen interacciones en los organismos y son dañinos para los seres vivos. A su vez, el consumo de la energía será inferior en comparación a otros procesos de soldadura.
- Otra de las ventajas a mencionar es que no abran zonas afectadas por el calor, debido a la falta de calentamiento. Por su parte, logran uniones resistentes, duraderas y uniformes siendo un punto a favor.
- De igual forma, todos los quipos se rigen por un control de calidad siguiendo los parámetros. Los ciclos para realizar los diferentes trabajos de este tipo de soldadura son cortos y el procesamiento es rápido.
- Cuentan con equipos de alta tecnología e incluso ecológica. Puede ser operada por profesionales o personas que manejen las técnicas y habilidades básicas obteniendo buenos resultados.
Desventajas de la soldadura por ultrasonido
A pesar, de que este proceso de soldadura por ultrasonido dispone de múltiples beneficios y cuenta acabados perfectos existen algunas desventajas que es importante tener en cuenta:
- La principal desventaja es que el costo de inversión para la máquina es alto. Además, en caso de alguna falla o daño deberá revisarla un experto.
- No permite realizar uniones de soldadura por cordón ya sea plano, vertical, horizontal, entre otros. Este tipo de soldadura requiere de compuesto del metal base y de aportación.
- Este tipo de soldadura se considera limitado debido a que solo se puede trabajar con superficies planas o que tenga una pequeña curva. A su vez, los espesores con los cuales trabaja son pequeños preferiblemente que sean menor a los 3 mm.
Conclusión
En resumen, la soldadura por ultrasonido es uno de los métodos con acabados perfectos y que se utiliza para una variedad de aplicaciones principalmente en la industria automotriz. Además, existen dos tipos de soldadura por ultrasonido que permite trabajar con metales o plásticos. A su vez, aseguran un control de las soldaduras por ultrasonido debido a sus procedimientos de inspección que garantizan la calidad y durabilidad del equipo.
Finalmente, espero que este contenido sobre la soldadura por ultrasonido te haya sido de gran ayuda para obtener toda la información necesaria, nutrir los conocimientos y aclarar todas las dudas sobre el tema. Si te gustó este contenido, puedes leer algunos de nuestros artículos relacionados sobre los diferentes tipos de soldadura.
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