O que é um Sonotrode em Soldagem Ultrassónica?

Sonotrodo Ultrassónico: Também conhecido como Chifre Ultrassónico em Máquinas de Soldadura Ultrassónica

O sonotrodo ultrassónico, comumente referido como o chifre ultrassónico, desempenha um papel crucial no processo de soldadura ultrassónica. Como componente chave da máquina de soldadura ultrassónica, a função principal do sonotrodo é conduzir ondas ultrassónicas emitidas por transdutor ultrassónico. Essas vibrações de alta frequência, geradas pelo sonotrodo, são essenciais para soldar produtos juntos. Ao converter a energia elétrica em vibrações mecânicas, o sonotrodo ultrassónico garante uma união precisa e eficiente dos materiais, especialmente em aplicações que requerem soldadura de alta precisão.

O sonotrode que trabalha no processo de soldadura ultrassónica

De que material é feito o sonotrodo ultrassónico?

Materiais para Chifre de Soldadura Ultrassónica de Plástico

1. Liga de Titânio (Ti-6Al-4V)
Características: Alta resistência, longa vida útil à fadiga, baixa impedância acústica, resistente à corrosão e baixa densidade.
2. Liga de Alumínio (7075-T651)
Características: Resistência moderada, bom desempenho acústico, alta usinabilidade, eficiente em custos, leve.
3. Aço Temperado (Aço Ferramenta)
Características: Resistência extrema, excelente resistência ao desgaste, eficiência acústica média e alta densidade.
4. Materiais Especiais
  • Cobre Beryllium: Alta condutividade térmica/elétrica, para dissipação de calor.
  • Compósitos de Fibra de Carbono: Ultra-leve, para necessidades de frequência especiais.
sonotrode ultrassónico hyusonic
Sino de soldagem metálica ultrassônica

Materiais para Sino de Soldagem Metálica Ultrassônica

imagem de chifre de soldadura ultrassónica metálica
Sino de soldagem metálica ultrassônica
1. Liga de Titânio de Alta Resistência
Características: Resistência à fadiga ultra-alta, estrutura de grão otimizada, desempenho aprimorado em altas temperaturas.
2. Aço Maraging
Características: Resistência ultra-alta, excelente resistência à fadiga, controlo preciso de propriedades através de tratamento térmico e baixo coeficiente de expansão térmica.
3. Carbeto de Tungsténio
Características: Resistência extrema, resistência ao desgaste de topo, transmissão acústica inferior e alta fragilidade.
4. Ligas Especiais
  • Ligas de Molibdénio: Ponto de fusão elevado, para soldagem em altas temperaturas.
  • Ligas à base de Níquel: Superior resistência à corrosão, especializada em soldadura de equipamentos químicos.

Vantagens em diferentes aplicações

O sonotrode é um componente chave na soldadura ultrassónica, transmitindo energia ultrassónica para alcançar uma soldadura precisa. O seu material, design e precisão influenciam significativamente o seu desempenho em diversos setores.

Na indústria automóvel, sonotrode é utilizado para soldar peças de plástico como faróis e tabliers. Os seus materiais, como titânio or ligas de alumínio, oferecem alta resistência à vibração, tolerância ao calor e durabilidade. O design preciso garante que a energia seja focada na zona de soldadura, evitando danos nos componentes circundantes.

Soldagem ultrassónica de painéis de porta e painéis de acabamento interior
Soldadura ultrassónica de barras de bus de compósito de cobre-alumínio para baterias automóveis
Componentes de soldadura por ultrassom para hemodiálise
Seringas e Conjuntos de Infusão

Na indústria médica, sonotrode é essencial para soldar pequenas peças de plástico sensíveis em dispositivos como seringas e sacos de soro. O material de liga de titânio assegura limpeza e evita contaminações, enquanto o design preciso garante soldaduras fortes e limpas sem afetar a integridade do produto.

Na indústria eletrónica, sonotrode é utilizada para soldar carcaças de plástico e componentes eletrónicos. Os seus materiais proporcionam excelente condutividade à vibração e resistência ao calor, enquanto o design concentra a energia no local de soldadura, evitando danos em eletrónica sensível como placas de circuito e displays.

Soldadura por ultrassom de placas de circuito flexíveis
Carcaça do sensor de soldagem ultrassónica

No geral, o sonotrode‘selecção de materiais, design e precisão garantem uma soldadura de alta qualidade e estável nos setores automóvel, médico e eletrónico.

Como desenhar um sonotrode ultrassónico?

Diagrama de análise de stress da cabeça de soldadura por ultrassom2

Ao desenhar um chifre ultrassónico, é necessário primeiro considerar a frequência ultrassónica. O comprimento do chifre é aproximadamente igual à altura da meia-onda da onda gerada. A forma do sonotrode é determinada pelo produto. A posição de soldadura e a forma do chifre de soldadura devem ser razoavelmente desenhadas de acordo com o material do produto e condições específicas.

Cada chifre de soldadura precisa de ser simulado e analisado quanto a esforço, amplitude e frequência para garantir o uso normal.

Durabilidade dos sonotrodes de soldadura ultrassónica

A vida útil do chifre de soldadura ultrassónica está relacionada com o seu material e hábitos de uso.

  1. Material: Geralmente, os chifres de soldadura de aço têm a maior dureza e as melhores propriedades de fadiga metálica, enquanto os sonotrodes de alumínio têm a menor dureza e as piores propriedades de fadiga.
  2. Hábitos de uso: Antes de usar a máquina de soldadura ultrassónica, é necessário ajustar o molde. Ao instalar o chifre ultrassónico, deve-se garantir que a cabeça de soldadura esteja firme. Devemos evitar usar metal duro para bater vigorosamente no sonotrode e danificar a superfície do sonotrode ultrassónico.

Se a frequência de soldadura e o número de vezes acumulados atingirem um determinado nível, isso também afetará a fadiga do sonotrode de soldadura e causará danos ao chifre de soldadura.

Como avaliar se o sonotrode ultrassónico está danificado?

Podemos avaliar se a cabeça de soldadura ultrassónica está danificada pela aparência e som. 

  1. Aparência: Verifique o estado do chifre de soldadura verificando se há fissuras na superfície do chifre (especialmente os sulcos e parafusos).
  2. Som: Se ouvir um som de assobio quando a máquina de soldadura ultrassónica emite ondas ultrassónicas, é necessário verificar se a superfície do chifre de soldadura está danificada.
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