Una saldatrice a ultrasuoni qualificata è costituita da quattro componenti principali: il generatore di ultrasuoni, il trasduttore, il booster e il corno di saldatura. Questi quattro componenti devono essere perfettamente abbinati in frequenza. Qualsiasi mancata corrispondenza può comportare una scarsa qualità della saldatura, il surriscaldamento dell'apparecchiatura, allarmi di desintonizzazione della frequenza o persino danni all'hardware.
Il generatore di ultrasuoni, comunemente noto come scatola di controllo elettrica, è il centro di controllo del segnale dell'intero sistema. Le moderne saldatrici industriali a ultrasuoni utilizzano comunemente generatori digitali di tracciamento automatico della frequenza, che possono monitorare le variazioni di carico in tempo reale, compensare automaticamente le variazioni di frequenza e mantenere stabilità e ampiezza di tensione. In genere forniscono tre modalità principali di controllo della saldatura: modalità temporale, modalità energia e modalità spostamento. Il generatore converte l'alimentazione di rete a 50 Hz in energia elettrica a ultrasuoni ad alta-frequenza fornendo allo stesso tempo protezione da sovraccarico, protezione da anomalie di frequenza e protezione dalla temperatura. Funziona come il centro di controllo che aiuta a mantenere prestazioni di saldatura stabili.
Il trasduttore è il componente principale di conversione dell'energia. È costituito da più strati di elementi ceramici piezoelettrici impilati insieme. Attraverso l'effetto piezoelettrico, converte l'energia elettrica in vibrazione meccanica e la vibrazione meccanica nuovamente in energia elettrica. È uno dei componenti più precisi e sensibili dell'intero sistema di saldatura ad ultrasuoni. Il trasduttore deve corrispondere rigorosamente alla frequenza operativa specificata.. 15 I trasduttori kHz, 20 kHz, 30 kHz e 40 kHz non sono intercambiabili. Urti, raffreddamento insufficiente, temperature elevate e funzionamento senza un carico adeguato possono causare la rottura e il cedimento degli elementi in ceramica.
Il booster non genera vibrazioni. La sua funzione principale è trasmettere e regolare l'ampiezza della vibrazione. A seconda dei requisiti di saldatura, i booster possono essere classificati come booster-di aumento dell'ampiezza, booster standard e booster-di riduzione dell'ampiezza. Materiali difficili da saldare-da-, materiali rinforzati con-fibra di vetro-e parti con pareti spesse-generalmente richiedono un'ampiezza maggiore e possono utilizzare un booster-che aumenta l'ampiezza. Le parti di precisione a parete sottile-e i prodotti con componenti interni sensibili potrebbero richiedere un'ampiezza inferiore e utilizzare un booster-di riduzione dell'ampiezza. I booster sono comunemente realizzati in acciaio legato e richiedono elevata rigidità, bassa perdita di energia e prestazioni di risonanza stabili.
Il corno di saldatura è l'estremità di lavoro che entra direttamente in contatto con il prodotto. È comunemente realizzato in lega di alluminio, lega di titanio o acciaio per utensili. La lega di alluminio è adatta per la prototipazione e per piccole parti ordinarie. La lega di titanio è adatta per la produzione di massa a lungo-termine e offre un'elevata resistenza alla fatica. L'acciaio per utensili è adatto per materiali ad alto contenuto di-vetro-fibre-e plastiche ad alta-durezza. La tromba di saldatura deve essere progettata attraverso la simulazione della risonanza. I prodotti non-standard richiedono trombe personalizzate. L'utilizzo di un avvisatore acustico per uso generale-può facilmente causare vibrazioni irregolari, saldature parziali deboli e deformazione, schiacciamento o fessurazione del prodotto.
L'adattamento della risonanza tra i quattro componenti principali è la chiave per garantire prestazioni stabili di saldatura a ultrasuoni ed è anche uno degli aspetti più comunemente trascurati durante la messa in servizio delle apparecchiature in-luogo.
