soldadura ultrasonica

Soldadura ultrasónica¨
Fernando J. Elizondo G.*
Carlos A. Lara O.,* Jorge A. Cupich G.*

ABSTRACT
The welding technology has obtained such advance
that now its possible to join metals or plastics in a
fraction of second by using ultrasonic vibrations. In
this lecture the basic aspects of ultrasonic welding
will be discussed, whit special emphasis to metal
welding. Some industrialapplications will be shown.
Keywords: Welding, ultrasonic, metals.
INTRODUCCIÓN
Con el desarrollo de la electrónica, la que se hace
presente cada vez en más productos, el número de
pequeñas piezas a ser soldadas se ha incrementado
notablemente y por lo tanto también la necesidad de
mejores métodos de soldadura. Una de las nuevas
opciones, disponible ya en el mercado de aplicaciones para laindustria, es la soldadura ultrasónica, la cual
resulta atractiva para unir piezas pequeñas, películas
metálicas muy delgadas, cable plano flexible, metales
tanto similares como diferentes e incluso plásticos. La
soldadura ultrasónica no utiliza productos consumibles,
se realiza rápidamente, consume poca energía, no producen gases ni olores nocivos al ambiente y puede ser
controladaelectrónicamente para asegurar un control de
calidad en la línea de producción.
SOLDADURA ULTRASÓNICA
Cuando se unen materiales por medio de soldadura ultrasónica, a las partes a ser unidas se les aplican
simultáneamente una fuerza estática, la cual mantiene en posición las piezas y facilita la unión, y una
fuerza dinámica (vibración ultrasónica), la cual genera la fricción que produce el calor necesariopara “sol¨

Adaptado de la ponencia presentada en el 8° Congreso
Internacional Mexicano de Acústica realizado en la ciudad
de Oaxtepec, Morelos, México, en Noviembre 2001.
14-16 Nov. 2001.

Ingenierías, Julio-Septiembre 2002, Vol. V, No. 16

Fig. 1. Diferencias en los procesos de soldadura ultrasónica. (a) para plásticos, (b) para metales.

dar” los materiales a unir.
Este procedimientoes usado en las industrias tanto para unir plásticos como para unir metales.
SOLDADURA ULTRASÓNICA DE PLÁSTICOS
La soldadura ultrasónica de plásticos ha sido usada por muchos años. Cuando se sueldan termoplásticos
las vibraciones son introducidas verticalmente. El incremento térmico en el área de unión es producida
por la absorción de las vibraciones mecánicas de alta
frecuencia (20 a70kHz), la reflexión de las vibraciones en el área de contacto y la fricción entre las superficies de las partes. En el área de contracción, se produce calor por la fricción de tal manera que el material se plastifica localmente, forjando una conexión
entre ambas partes en un corto período de tiempo.
El prerrequisito es que ambas piezas de trabajo tengan un punto de fusión cercano. La calidad de launión
es muy uniforme porque la transferencia de energía y
el calor interno liberado permanecen constantes y se
limitan al área de unión. Para obtener un óptimo resultado las áreas a unir son preparadas para hacerlas
adecuadas a la unión ultrasónica. La soldadura ultra*

Laboratorio de Acústica. FIME-UANL.
E-mail: fjelizon@ccr.dsi.uanl.mx

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Soldadura ultrasónica

a alta frecuencia(usualmente 20, 35 o 40 kHz) durante el proceso de soldado.
La frecuencia de oscilación más comúnmente usada (frecuencia de trabajo) es 20 kHz. Esta frecuencia
está sobre el rango audible del oído humano y permite el mejor uso posible de la energía. Para procesos de
soldadura en los que se requiere sólo una pequeña
cantidad de energía, puede ser usada una frecuencia
de trabajo de 35 ó 40 kHz.Fig. 2. Máquina para soldar plásticos ultrasónicamente,
marca STAPLA, modelo K1.

sónica puede ser utilizada para unir firmemente o embeber partes de metal con o en plástico.
SOLDADURA ULTRASÓNICA DE METALES 1
Mientras que en la unión ultrasónica de plásticos las
vibraciones de alta frecuencia son usadas para incrementar la temperatura y así lograr la plastificación del material; la...