O que é soldagem ultrassônica de metal

O processo de soldagem ultrassônica é muito adequado para soldagem de metais. Soldagem ultrassônica de metais é um processo onde uma máquina de solda ultrassônica gera vibrações mecânicas de alta frequência, fazendo com que a superfície metálica aqueça durante a aplicação de pressão. Isso rompe a camada de óxido na superfície metálica, permitindo a difusão reticular e a ligação entre os átomos metálicos, completando assim a soldagem. metais não ferrososA soldagem ultrassônica de metais normalmente inclui componentes principais, como um gerador ultrassônico (fonte de alimentação), transdutor (conversor), intensificador e corneta de soldagem (sonotrodo).

Demonstração de soldagem ultrassônica de metal

A física subjacente

Fundamentalmente um processo de soldagem em estado sólido, a soldagem ultrassônica de metais permite a união permanente de... metais não ferrosos sem fundir os materiais de base. O processo utiliza uma máquina de soldagem ultrassônica para aplicar uma força normal precisa enquanto gera vibrações mecânicas transversais de alta frequência — normalmente operando em frequências entre 20 kHz e 40 kHz, com amplitudes microscópicas que variam de 10 a 50 micrômetros.

Do ponto de vista da dinâmica dos materiais, essa intensa tensão de cisalhamento fragmenta instantaneamente os contaminantes superficiais e as camadas de óxido nas asperezas microscópicas. À medida que as superfícies metálicas puras recém-formadas são expostas e comprimidas sob pressão, a energia mecânica induz uma deformação plástica altamente localizada. Isso reduz significativamente a resistência ao escoamento do material, impulsionando uma rápida difusão na rede cristalina e formando uma verdadeira ligação metálica em nível atômico.

Vantagens da soldagem ultrassônica de metais

– Alta qualidade de soldagem: A soldagem ultrassônica de metais pertence à soldagem em fase sólida de baixa temperatura, evitando problemas como a heterogeneidade do tecido e o estresse térmico causado pela transformação de fase do metal. Isso permite que a soldagem ultrassônica de metais mantenha a resistência à corrosão, as propriedades mecânicas e a condutividade elétrica das matérias-primas.

– Ampla faixa de aplicação: Capaz de soldar vários metais não ferrosos e ligas, como cobre, alumínio, níquel, prata, etc., e também pode soldar metais diferentes (por exemplo, cobre e alumínio). 

– Processo Ecológico: Não há geração de faíscas, fumaça ou gases nocivos durante a soldagem. A adição de fluxo é desnecessária, o que a torna ecologicamente correta. 

– Controle Preciso: Suporte para soldadores de metal HYUSONIC seis modos de soldagem: Tempo, Energia, Potência de Pico, Distância Absoluta, Distância Relativa e Monitoramento do Solo. Além disso, eles apresentam quatro modos de disparo: Tempo, Pressão, Posição e Potência. Com ajuste de limite multidimensional e um precisão de controle de 0.01 mm, eles alcançam alta precisão e controlabilidade.

Aplicações da soldagem ultrassônica de metais

A soldagem ultrassônica de metais é aplicada principalmente nas seguintes indústrias:
  1. Eletrônicos e eletrodomésticos:
    • Soldagem de fios, cabos, terminais, contatos e componentes microeletrônicos, como conectores de baterias de smartphones e conexões de circuitos internos de computadores.
  2. Fabricação Automotiva:
    • Soldagem de abas de baterias, enrolamentos de motores, componentes de sensores e circuitos eletrônicos automotivos. Especificamente na produção de baterias de potência, é usado para soldar eletrodos de baterias, barramentos e conectores de módulos.
  3. Indústria aeroespacial:
    • Soldagem de componentes metálicos de precisão em equipamentos aeroespaciais, incluindo sensores e elementos eletrônicos.
Soldagem ultrassônica de fios de cobre e alumínio
Chicote de fios de cobre e alumínio
Soldagem de terminais
Soldagem da aba da bateria

Qual material pode ser soldado por ultrassom?

A soldagem ultrassônica de metais pode soldar principalmente metais não ferrosos como cobre (cobre puro, cobre isento de oxigênio, ligas de cobre-zinco, ligas de cobre-estanho, etc.), alumínio (alumínio puro, ligas de alumínio), níquel (níquel puro, ligas à base de níquel), prata, ouro, magnésio, zinco, etc. Além disso, pode obter soldagem confiável entre diferentes metais. Por exemplo:
  • Cobre-alumínio: Soldagem de abas de baterias de potência e módulos de dissipação de calor (requer controle da espessura de compostos intermetálicos na interface);
  • Alumínio-níquel: Conexão de folhas de eletrodos de bateria de lítio e tiras de níquel;
  • Cobre-prata: Soldagem de contatos de alta condutividade;
  • Titânio-aço inoxidável: Soldagem de componentes resistentes à corrosão para equipamentos médicos.
Tecnologia de SoldagemTempo de CicloCusto inicial do equipamento
Soldagem Ultrassônica de MetalRápido (normalmente frações de segundo)Moderado
Soldagem por resistênciaMuito rápido (milissegundos a segundos)Baixo
Soldagem a laserRápido (Depende da geometria da solda)Muito alto

você pode soldar metal em plástico por ultrassom?

 A soldagem ultrassônica permite a união de apenas uma pequena porção de plásticos e metais, sendo adequada apenas para cenários de baixa resistência e com cargas não críticas. Isso ocorre porque plásticos e metais não conseguem formar ligações químicas por difusão atômica e só podem ser conectados por adsorção física ou intertravamento interfacial, com resistência muito inferior à da soldagem do mesmo material. Além disso, é necessário atender a condições como: plásticos termoplásticos + metais macios + pré-tratamento de superfície + materiais de camada intermediária. Para algumas aplicações, usando rebitagem e embutimento ultrassônico(uma variante da soldagem ultrassônica), plásticos e metais podem ser firmemente unidos.

você pode soldar metal com metal por ultrassom?

Sim. A soldagem ultrassônica pode unir diferentes metais, como cobre e alumínio, mantendo excelente condutividade elétrica. Para materiais metálicos não ferrosos que precisam ser soldados de acordo com diferentes requisitos de aplicação, é possível tentar a soldagem e garantir a soldabilidade.

Comparação entre soldagem por resistência e soldagem a laser

A soldagem ultrassônica para metais oferece vantagens distintas em relação à soldagem por resistência e a laser. Ao contrário da soldagem por resistência, ela não requer alta corrente, reduzindo o consumo de energia e eliminando o desgaste dos eletrodos. Comparada à soldagem a laser, a soldagem ultrassônica é mais segura, gera menos calor e não requer óptica complexa ou gás de proteção. É ideal para unir metais finos, condutores e não ferrosos, como cobre e alumínio. Com tempos de ciclo mais rápidos e custos operacionais mais baixos, a soldagem ultrassônica de metais é especialmente adequada para terminais de baterias, terminais de fios e componentes eletrônicos. Sua natureza de estado sólido garante juntas limpas e confiáveis, sem derretimento ou respingos.

Vídeo de soldagem ultrassônica de metais

Mais princípios de soldagem ultrassônica

Máquina de soldar metal ultrassônica Hyusonic

A soldagem ultrassônica de metais pode ser usada para soldar chicotes de fios de metais não ferrosos, chapas de metais não ferrosos, soldagem de terminais e vedação de tubos de metal.

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