Uma máquina de solda ultrassônica qualificada consiste em quatro componentes principais: gerador ultrassônico, transdutor, amplificador e buzina de soldagem. Esses quatro componentes devem ter uma correspondência precisa em frequência. Qualquer incompatibilidade pode resultar em soldagem de baixa qualidade, superaquecimento do equipamento, alarmes de dessintonização de frequência ou até mesmo danos ao hardware.
O gerador ultrassônico, comumente conhecido como caixa de controle elétrico, é o centro de controle de sinal de todo o sistema. As máquinas industriais modernas de soldagem ultrassônica geralmente usam geradores digitais de rastreamento automático de frequência, que podem monitorar mudanças de carga em tempo real, compensar automaticamente as variações de frequência e manter tensão e amplitude estáveis. Eles normalmente fornecem três modos principais de controle de soldagem: modo de tempo, modo de energia e modo de deslocamento. O gerador converte a energia da rede elétrica de 50 Hz em energia elétrica ultrassônica de alta-frequência, além de fornecer proteção contra sobrecarga, proteção contra anormalidades de frequência e proteção contra temperatura. Ele atua como centro de controle que ajuda a manter o desempenho estável da soldagem.
O transdutor é o principal componente de conversão de energia. Consiste em múltiplas camadas de elementos cerâmicos piezoelétricos empilhados. Através do efeito piezoelétrico, converte energia elétrica em vibração mecânica e vibração mecânica novamente em energia elétrica. É um dos componentes mais precisos e sensíveis de todo o sistema de soldagem ultrassônica. O transdutor deve corresponder estritamente à frequência operacional especificada.. 15 Os transdutores de kHz, 20 kHz, 30 kHz e 40 kHz não são intercambiáveis. Impacto, resfriamento insuficiente, altas temperaturas e operação sem carga adequada podem causar rachaduras e falhas nos elementos cerâmicos.
O booster não gera vibração. Sua principal função é transmitir e ajustar a amplitude da vibração. Dependendo dos requisitos de soldagem, os boosters podem ser classificados como boosters de aumento de amplitude-, boosters padrão e boosters de redução de amplitude-. Materiais-difíceis de-soldar, materiais-reforçados com fibra de vidro-e peças de parede-espessas geralmente exigem maior amplitude e podem usar um reforço-de aumento de amplitude. Peças de parede-finas de precisão e produtos com componentes internos sensíveis podem exigir menor amplitude e podem usar um reforço-de redução de amplitude. Boosters são comumente feitos de liga de aço e requerem alta rigidez, baixa perda de energia e desempenho de ressonância estável.
A buzina de soldagem é a extremidade funcional que entra em contato direto com o produto. Geralmente é feito de liga de alumínio, liga de titânio ou aço ferramenta. A liga de alumínio é adequada para prototipagem e peças pequenas comuns. A liga de titânio é adequada para produção em massa de longo-prazo e oferece alta resistência à fadiga. O aço para ferramentas é adequado para alto teor de-fibra-de vidro-e plásticos de alta-dureza. A buzina de soldagem deve ser projetada através de simulação de ressonância. Produtos fora do{11}}padrão exigem buzinas personalizadas. Usar uma buzina-de uso geral pode facilmente causar vibração irregular, soldas parcialmente fracas e deformação, esmagamento ou rachadura do produto.
A correspondência de ressonância entre os quatro componentes principais é a chave para o desempenho estável da soldagem ultrassônica e também é um dos aspectos mais comumente negligenciados durante-o comissionamento de equipamentos no local.
