Saldatura a ultrasuoni di metalli

La saldatura di metalli trova applicazione nel settore automobilistico e dell’elettronica per la produzione di batterie, connettori per cavi, ecc. Nella saldatura di metalli, questi ultimi vengono saldati, per esempio, con l’impiego di temperature elevate. Si distingue tra saldatura a gas di protezione attivo (MAG) e saldatura a gas inerte (MIG). I gas attivi formano un legame con il metallo, i gas inerti no.

La saldatura a ultrasuoni utilizza invece onde ultrasoniche per unire insieme i metalli. La saldatura a ultrasuoni dei metalli è un processo di saldatura a freddo, dato che non genera praticamente calore, se non nel punto di saldatura. In questo punto, onde acustiche ad alta frequenza vengono introdotte nelle parti da saldare.Utensili di precisione consentono di mantenere la qualità costante durante ogni processo di saldatura e di ottenere risultati riproducibili ogni volta. 

La saldatura a ultrasuoni dei metalli offre numerosi vantaggi rispetto a metodi convenzionali come la saldatura ad arco con metallo sotto protezione di gas:

• Ultra rapida: l’intero processo dura solo pochi attimi.
• Precisione: la saldatura a ultrasuoni è estremamente accurata. Un grande numero di parametri di saldatura garantiscono risultati precisi e riproducibili. Un aspetto molto importante per la saldatura di pezzi metallici di dimensione più piccola, come per es. nelle batterie.
• Convenienza economica: non sono necessari additivi come le leghe per saldatura.
• Rispetto per l’ambiente: la quantità di energia necessaria è molto ridotta e non vengono impiegate sostanze chimiche.
• Caratteristica: la saldatura a ultrasuoni garantisce un’elevata robustezza e un’eccellente conduttività elettrica dei punti saldati. 
• Delicatezza: i metalli non subiscono danni né deformazioni al di fuori del punto di saldatura.
• Sicurezza: la saldatura a ultrasuoni non produce scintille né fumo.

Il generatore fornisce una frequenza elevata, che viene successivamente trasformata in vibrazioni meccaniche nel convertitore. Il trasformatore di ampiezza modifica l’ampiezza delle vibrazioni. Anche il sonotrodo può farlo. Il suo compito principale consiste nell’introdurre orizzontalmente l’energia ultrasonica nella parte superiore dell’applicazione. Gli ultrasuoni provocano il movimento di questa parte, mentre l’incudine trattiene in posizione la parte inferiore dell’applicazione. In tal modo si sviluppa attrito. I picchi di rugosità del metallo vengono rimossi, lo strato superiore (ossido) si rompe e il metallo subisce una deformazione plastica. Ora le due parti possono essere unite insieme senza essere sottoposte a fusione. Questo processo è perfetto per la saldatura di metallo sottile, lamine e fili metallici.

Il processo di saldatura a ultrasuoni provoca sostanzialmente un fenomeno tale di plasticizzazione che le molecole di entrambi gli strati delle parti finiscono con il combinarsi tra loro. In questo tipo di saldatura a vibrazioni il movimento dei materiali è così rapido che i loro diversi strati si mescolano insieme. Quando l’utensile viene allontanato, il risultato del processo è un singolo pezzo unico, al posto dei due pezzi separati, grazie al fatto che le molecole sono state costrette a formare nuovi legami tra loro. La quantità di potenza necessaria per creare questo tipo di saldatura metallica a freddo è inoltre di molto inferiore a quella impiegata da un sistema di saldatura tradizionale, e il risultato di saldatura è anche più robusto. Per queste ragioni e molte altre ancora, la saldatura a ultrasuoni può essere la soluzione ideale per molti tipi di applicazioni di saldatura.

La saldatura a ultrasuoni è utilizzata in varie industrie e settori: