Saldatura a ultrasuoni

Nella saldatura ad ultrasuoni, ad alta frequenza (da 15 kHz a 40 kHz) la bassa vibrazione d'ampiezza viene utilizzata per creare calore per mezzo di attrito tra i materiali da saldare. Nel 1960 la Ultrasonics Sonobond, ha sviluppato la prima macchina per saldatura ad ultrasuoni ottenendo il brevetto negli Stati Uniti. L'interfaccia delle due parti è appositamente progettata per concentrare l'energia per la resistenza di saldatura massima. La saldatura a ultrasuoni può essere utilizzata su quasi tutte le materie plastiche. È la tecnologia di termosaldatura più veloce disponibile.

Procedimento
Questo procedimento di saldatura si può adottare a diversi tipi di saldature e anche a diversi materiali, anche su materie termoplastiche. I lembi da saldare sono inseriti tra un luogo di forma fissa, detta incudine, e un sonotrodo, cioè un emettitore di onde sonore, un clacson, collegato ad un trasduttore. L'energia creata dalle onde acustiche scioglie il punto su cui è applicata, permettendo la fusione. Questa tecnologia è molto applicata nella fabbricazione delle materie plastiche, mentre nella metallurgia la si usa solo per piccole saldature su metalli dolci e malleabili, come alluminio, rame e nichel. Si dovrebbe esercitare una potenza molto alta nel caso si volesse saldare metalli spessi con questa tecnologia. Nei metalli la saldatura si verifica a causa d'alta pressione provocata dalle onde, con una dispersione di ossidi superficiali ed un movimento del materiale nei lembi. Il riscaldamento provocato dalle onde è insufficiente a fondere i metalli. Viene utilizzata in metallurgia per ottenere saldature di precisione senza residui, come circuiti elettrici e fogli di metallo.
Tutta la strumentazione per la saldatura ad ultrasuoni è composta da:
  • Una pressa che tiene uniti i due materiali; 
  • Il nido o incudine sopra le quali vengono collocate le parti che permette la vibrazione ad alta frequenza; 
  • Una pila ad ultrasuoni, composta da un trasduttore piezoelettrico o un convertitore, composta da:
    • Un convertitore dal segnale elettrico alla vibrazione meccanica; 
    • Un booster che modifica l'ampiezza della vibrazione; 
    • Un sonotrodo che porta le vibrazioni sulle parti da saldare;
  • Un generatore elettronico di ultrasuoni; 
  • Un controller di tutti gli strumenti e dell'energia prodotta.

Problematiche e difetti
La saldatura è molto precisa e non crea grandi difetti. Gli ultrasuoni non generano danni diretti, visto che si opera in onde sub-soniche, tuttavia potrebbero in alcuni casi creare uno stridio, e diventare fastidiose e nocive agli operatori, difatti è prevista una schermatura del bagno di saldatura.

Saldature metalliche