Introdução:
A Soldagem por ultra-som
tem como objetivo unir peças por vibrações mecânicas na faixa
ultra-sônica associada com pressão, a Soldagem é feita no estado sólido,
sem fusão do material base.
Processo:
O processo de Soldagem é
realizado através de um transformador eletroacústico Figura USW
01, o qual transforma uma corrente alternada em oscilações
longitudinais mecânicas de freqüência de 22 KHz por exemplo; O
componente denominado sonotrodo é o agente que promove as vibrações.
Figura USW 01 - principio de
funcionamento
Durante a Soldagem as peças
são fixadas na "bigorna" Figura USW 02. O sonotrodo
transmite oscilações tangenciais para a peça. Se a força de pressão
e a amplitude dos movimentos relativos entre as superfícies a soldar
forem suficientemente fortes, então ocorre fluidificação. Os filmes
de sujeira, água e óxido são rompidos. As superfícies, aquecidas e
aplainadas, se aproximam e forças de ligação de superfície entram
em ação. O aquecimento é limitado a uma camada muito fina.
Figura USW 02 - sonotrodo e bigorna
fixadora
Soldam-se chapas finas, folhas ou fios (espessura de 0,003 até 2 mm)
de metais macios (alumínio, ouro), também em chapas mais mais
espessas de aço e não-ferrosos, vidro ou mesmo cerâmica.
A solda por ultra-som, pode ser usada para unir os principais metais,
destacamos os principais: Alumínio, Cobre, Ouro, Magnésio, Molibdênio,
Níquel, Paládio, Platina, Prata, Tântalo, Estanho, Titânio, Tungstênio,
Zircônio, além dos Aços.
Campos de aplicação:
-
Contatos de semicondutores resistentes
à temperatura, como fios de alumínio ou ouro em silício. Ligações
entre semicondutores e transistores.
-
Conexões elétricas dos mais diversos
tipos.
-
Quando as quantidades são grandes, a
Soldagem a ponto por resistência algumas vezes se torna mais viável.
O crescimento do uso do plástico na
indústria, tem exigido também um aprimoramento nos processo de
fabricação, principalmente na união. Basicamente as uniões são
feitas por adesivos que corre o risco de ataque químico ao plástico,
muito freqüente em colagens. A solda ultra-sônica ganha pela rapidez
e evita os riscos citados. As indústrias automobilísticas são um
dos grandes consumidores da Soldagem por ultra-som e nas indústrias
de autopeças, como por exemplo nas aplicações em painéis, pára-choques,
em outros ramos tem-se encontrado em componentes de telefones,
microcomputadores, e na costura de produtos sintéticos, a substituição
de adesivos por equipamentos de soldagem ultra-sônica exigem pequenas
modificações no projeto para que a Soldagem seja viável, pois as
partes a soldar necessitam estar em contato e sob pressão utilizando
ciclos da ordem de 20 a 40 kHz, a espessura e extensão da área a
unir caracteriza a potência do equipamento.
Os principais plásticos soldáveis por
ultra-som são: ABS, Acrílico, Nylon, Policarbonato, Poliéster,
Polipropileno, Poliestireno, PVC, a Soldagem dissimilar entre os plásticos
dependem muito da resina empregada.
Portanto a Soldagem dos plásticos
apresenta como vantagens :
Parâmetros e
equipamentos:
Na implantação do
processo deve ser levado em consideração, alem da espessura e extensão
da área a ser soldada, também :
São fatores que definem a potência e
freqüência do equipamento.
Os diversos tipos e modelos variam potências de 800 a 3000 W. Os
equipamentos de menor potência destinam-se a aplicações mais
delicadas, ocupam menor espaço e não exigem isolamento acústico.
A complexidade e irregularidade da peça pode impor restrições à
Soldagem ultra-sônica.
Bibliografia:
Welding Handbook Vol 2 8
edition 1991
Curso de Especialização
para Engenheiros na Área de Soldagem
Processos Especiais
Luiz Gimenes Jr. Marcos Antonio Tremonti
Aumenta a demanda por
novos métodos de solda
Luis Moura
Plástico Moderno jul/1989
Técnicas de Soldadura en
Materiales Termoplásticos
S.B. Jones (IIW)
Soldadura y Tecnologias de Union fev/90
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