Con la diffusa applicazione della tecnologia di saldatura a ultrasuoni in settori quali quello automobilistico, elettronico e dei dispositivi medici, problemi come graffi superficiali, rientranze, fratture articolari e crepe interne sono diventati sempre più importanti. Questi difetti non solo influiscono gravemente sull’aspetto del prodotto, ma indeboliscono anche la resistenza strutturale, portando a tassi di difetti dei lotti più elevati. La causa principale risiede nella trasmissione non uniforme dell'energia delle vibrazioni ultrasoniche alla superficie di saldatura, con conseguente accumulo anomalo di energia o concentrazione di stress nelle aree non-saldate.
Esistono cinque cause principali:
In primo luogo, la precisione insufficiente nella produzione di stampi ad ultrasuoni si traduce in uno scarso contatto tra la superficie di lavoro e il prodotto, portando a una concentrazione di energia localizzata che provoca ustioni e distribuzione irregolare delle sollecitazioni;
In secondo luogo, la qualità incoerente dello stampaggio dei prodotti in plastica-come la deformazione dello stampaggio a iniezione, il restringimento o errori dimensionali significativi negli-stampi a più cavità-provoca una distribuzione non uniforme della forza e del calore durante la saldatura;
In terzo luogo, impostazioni irragionevoli dei parametri di processo, come tempo di saldatura eccessivo, pressione eccessiva o tempi di ritardo e mantenimento inadeguati;
In quarto luogo, i rivestimenti sulla superficie del prodotto-come vernici, rivestimenti UV o strati galvanizzati-impediscono il trasferimento di energia, portando ad un accumulo di calore localizzato;
In quinto luogo, i difetti di progettazione strutturale dei prodotti, come pareti sottili, angoli acuti, transizioni ad angolo retto-e cilindri sottili, sono soggetti alla concentrazione delle sollecitazioni e alla successiva frattura.
Soluzioni mirate:
Ri-lavorare lo stampo per garantire una tolleranza di adattamento inferiore o uguale a 0,05 mm ed eseguire la nitrurazione o la cromatura sulla superficie di lavoro della testa di saldatura;
Ottimizzare il processo di stampaggio a iniezione ed eliminare le parti con deformazioni o deviazioni dimensionali;
Regolare i parametri del processo riducendo adeguatamente la pressione di saldatura, accorciando i tempi di saldatura e ottimizzando i tempi di ritardo e di attesa;
Interporre tra la testa saldante ed il prodotto un film in PE che faccia da barriera; applicare un'imbottitura in gomma siliconica alle aree soggette a fessurazioni-indotte dalle vibrazioni;
Sostituisci le transizioni ad angolo retto-con angoli arrotondati (R maggiore o uguale a 0,5 mm) e aumenta lo spessore delle pareti delle aree vulnerabili.
Principali misure preventive: stabilire procedure di processo standardizzate basate su materiale e struttura; ispezionare regolarmente l'usura dello stampo e ripararlo o sostituirlo secondo necessità; calibrare periodicamente la potenza di uscita del generatore di ultrasuoni; condurre una saldatura di prova del primo-pezzo prima della produzione in serie e confermare l'assenza di difetti prima di procedere.
