Las aplicaciones de la soldadura por ultrasonidos son amplias y se encuentran en muchas industrias, como la eléctrica y la informática, la automovilística y la aeroespacial, la médica y la del embalaje. La posibilidad de soldar por ultrasonidos dos elementos viene determinada por su grosor. Si son demasiado gruesos, este proceso no los unirá. Este es el principal obstáculo en la soldadura de metales. Sin embargo, los alambres, las conexiones de microcircuitos, las chapas, las láminas, las cintas y las mallas se unen a menudo mediante la soldadura por ultrasonidos. La soldadura por ultrasonidos es una técnica muy popular para unir termoplásticos. Es rápida y fácilmente automatizable, con tiempos de soldadura a menudo inferiores a un segundo, y no requiere ningún sistema de ventilación para eliminar el calor o los gases de escape. Este tipo de soldadura se utiliza a menudo para construir conjuntos que son demasiado pequeños, demasiado complejos o demasiado delicados para las técnicas de soldadura más comunes.
Industrias eléctrica y de la informáticaEditar
En la industria eléctrica e informática la soldadura por ultrasonidos se utiliza a menudo para unir conexiones de cables y para crear conexiones en circuitos pequeños y delicados. Las uniones de los mazos de cables se suelen unir mediante soldadura por ultrasonidos. Los mazos de cables son grandes agrupaciones de cables utilizados para distribuir señales eléctricas y energía. Los motores eléctricos, las bobinas de campo, los transformadores y los condensadores también pueden ensamblarse con soldadura por ultrasonidos. También se prefiere en el ensamblaje de medios de almacenamiento, como unidades flash y discos de ordenador, debido a los altos volúmenes requeridos. Se ha comprobado que la soldadura por ultrasonidos de discos de ordenador tiene tiempos de ciclo inferiores a 300 ms.
Una de las áreas en las que más se utiliza la soldadura por ultrasonidos y en la que se centran las nuevas investigaciones y experimentos son los microcircuitos. Este proceso es ideal para los microcircuitos, ya que crea uniones fiables sin introducir impurezas ni distorsiones térmicas en los componentes. Los dispositivos semiconductores, los transistores y los diodos se conectan a menudo con finos hilos de aluminio y oro mediante soldadura por ultrasonidos. También se utiliza para unir cables y cintas, así como chips enteros a microcircuitos. Un ejemplo de uso de los microcircuitos es el de los sensores médicos utilizados para controlar el corazón humano en pacientes con bypass.
Una diferencia entre la soldadura por ultrasonidos y la tradicional es la capacidad de la soldadura por ultrasonidos para unir materiales distintos. El ensamblaje de componentes de baterías es un buen ejemplo de cómo se utiliza esta capacidad. Al crear componentes de baterías y pilas de combustible, a menudo se sueldan por ultrasonidos conexiones de cobre, níquel y aluminio de calibre fino, capas de lámina y mallas metálicas. A menudo se pueden aplicar varias capas de lámina o malla en una sola soldadura, lo que elimina pasos y costes.
Industrias aeroespacial y del automóvilEditar
En el caso de los automóviles, la soldadura por ultrasonidos suele utilizarse para ensamblar grandes componentes plásticos y eléctricos, como paneles de instrumentos, paneles de puertas, lámparas, conductos de aire, volantes, tapicería y componentes del motor. A medida que los plásticos han ido sustituyendo a otros materiales en el diseño y la fabricación de automóviles, el ensamblaje y la unión de los componentes de plástico se ha convertido cada vez más en una cuestión crítica. Algunas de las ventajas de la soldadura por ultrasonidos son los bajos tiempos de ciclo, la automatización, los bajos costes de capital y la flexibilidad. Además, la soldadura por ultrasonidos no daña el acabado de la superficie, lo cual es una consideración crucial para muchos fabricantes de automóviles, ya que las vibraciones de alta frecuencia evitan que se generen marcas.
La soldadura por ultrasonidos se utiliza generalmente en la industria aeroespacial cuando se unen metales de chapa fina y otros materiales ligeros. El aluminio es un metal difícil de soldar con las técnicas tradicionales debido a su alta conductividad térmica. Sin embargo, es uno de los materiales más fáciles de soldar por ultrasonidos porque es un metal más blando y, por tanto, es fácil conseguir una soldadura en estado sólido. Dado que el aluminio se utiliza tanto en la industria aeroespacial, se deduce que la soldadura por ultrasonidos es un proceso de fabricación importante. Además, con la llegada de nuevos materiales compuestos, la soldadura por ultrasonidos es cada vez más frecuente. Se ha utilizado en la unión del popular material compuesto de fibra de carbono. Se han realizado numerosos estudios para encontrar los parámetros óptimos que produzcan soldaduras de calidad para este material.
Industria médicaEditar
En la industria médica se suele utilizar la soldadura por ultrasonidos porque no introduce contaminantes ni degradación en la soldadura y las máquinas pueden estar especializadas para su uso en salas blancas. El proceso también puede ser altamente automatizado, proporciona un estricto control sobre las tolerancias dimensionales y no interfiere con la biocompatibilidad de las piezas. Por lo tanto, aumenta la calidad de las piezas y disminuye los costes de producción. Artículos como filtros arteriales, filtros de anestesia, filtros de sangre, catéteres intravenosos, tubos de diálisis, pipetas, depósitos de cardiometría, filtros de sangre/gas, máscaras faciales y pinchos/filtros intravenosos pueden fabricarse mediante soldadura por ultrasonidos. Otra importante aplicación de la soldadura por ultrasonidos en la industria médica es el sector textil. Artículos como las batas de hospital, las prendas estériles, las mascarillas, los parches transdérmicos y los textiles para salas limpias pueden sellarse y coserse mediante la soldadura por ultrasonidos. Esto evita la contaminación y la producción de polvo y reduce el riesgo de infección.
Industria del embalajeEditar
El embalaje es una aplicación en la que se suele utilizar la soldadura por ultrasonidos. Muchos artículos comunes se crean o envasan utilizando la soldadura por ultrasonidos. El sellado de contenedores, tubos y blísteres son aplicaciones comunes.
La soldadura por ultrasonidos también se aplica en el envasado de materiales peligrosos, como explosivos, fuegos artificiales y otros productos químicos reactivos. Estos artículos suelen requerir un cierre hermético, pero no pueden ser sometidos a altas temperaturas. Un ejemplo es un encendedor de butano. Esta soldadura de contenedor debe ser capaz de soportar alta presión y tensión y debe ser hermética para contener el butano. Otro ejemplo es el envasado de municiones y propulsores. Estos envases deben ser capaces de soportar altas presiones y tensiones para proteger al consumidor del contenido. Cuando se sellan materiales peligrosos, la seguridad es una preocupación primordial.
La industria alimentaria considera que la soldadura por ultrasonidos es preferible a las técnicas de unión tradicionales, porque es rápida, higiénica y puede producir sellos herméticos. Los envases de leche y zumo son ejemplos de productos que suelen sellarse mediante soldadura por ultrasonidos. Las partes de papel que hay que sellar se recubren con plástico, generalmente polipropileno o polietileno, y luego se sueldan para crear un sello hermético. El principal obstáculo que hay que superar en este proceso es el ajuste de los parámetros. Por ejemplo, si se suelda en exceso, la concentración de plástico en la zona de soldadura puede ser demasiado baja y provocar la rotura del sello. Si se suelda poco, el sellado es incompleto. Las variaciones en el grosor de los materiales pueden provocar variaciones en la calidad de la soldadura. Algunos otros artículos alimentarios sellados mediante soldadura por ultrasonidos son los envoltorios de barras de caramelo, los paquetes de alimentos congelados y los envases de bebidas.