As aplicações da soldagem por ultra-som são extensas e encontram-se em muitas indústrias, incluindo elétrica e informática, automotiva e aeroespacial, médica e de embalagem. Se dois itens podem ser soldados por ultra-som é determinado pela sua espessura. Se forem demasiado espessos, este processo não os unirá. Este é o principal obstáculo na soldagem de metais. No entanto, fios, conexões de microcircuito, chapas, folhas, fitas e malhas são frequentemente unidos através de soldagem ultra-sônica. A soldadura por ultra-sons é uma técnica muito popular para a colagem de termoplásticos. É rápida e facilmente automatizada com tempos de soldagem frequentemente inferiores a um segundo e não é necessário um sistema de ventilação para remover calor ou exaustão. Este tipo de soldadura é muitas vezes utilizado para construir conjuntos demasiado pequenos, demasiado complexos ou demasiado delicados para técnicas de soldadura mais comuns.
Indústria eléctrica e informáticaEditar
Na indústria eléctrica e informática a soldadura por ultra-sons é muitas vezes utilizada para unir ligações com fios e para criar ligações em circuitos pequenos e delicados. As junções dos chicotes de fios são frequentemente unidas por soldadura ultra-sónica. Os feixes de fios são grandes agrupamentos de fios utilizados para distribuir sinais eléctricos e energia. Motores eléctricos, bobinas de campo, transformadores e condensadores podem também ser montados com soldadura ultra-sónica. Também é frequentemente preferida na montagem de meios de armazenamento, como pen drives e discos de computador, devido aos grandes volumes necessários. Verificou-se que a soldadura por ultra-sons dos discos de computador tem tempos de ciclo inferiores a 300 ms.
Uma das áreas em que a soldadura por ultra-sons é mais utilizada e onde se centram novas pesquisas e experimentações são os microcircuitos. Este processo é ideal para microcircuitos, pois cria ligações confiáveis sem introduzir impurezas ou distorção térmica nos componentes. Os dispositivos semicondutores, transístores e díodos são frequentemente ligados por fios finos de alumínio e ouro através de soldadura ultra-sónica. Também é utilizado para a ligação de fios e fitas, assim como de chips inteiros a microcircuitos. Um exemplo de onde os microcircuitos são utilizados é nos sensores médicos utilizados para monitorar o coração humano em pacientes com bypass.
Uma diferença entre a soldadura ultra-sónica e a soldadura tradicional é a capacidade da soldadura ultra-sónica de unir materiais diferentes. A montagem dos componentes da bateria é um bom exemplo de onde esta capacidade é utilizada. Ao criar os componentes da bateria e da célula de combustível, as conexões finas de cobre, níquel e alumínio, as camadas de lâminas e as malhas metálicas são frequentemente soldadas por ultra-sons. Múltiplas camadas de folha ou malha podem frequentemente ser aplicadas em uma única solda eliminando etapas e custos.
Indústrias aeroespacial e automotivaEditar
Para automóveis, a solda ultra-sônica tende a ser usada para montar grandes componentes plásticos e elétricos, como painéis de instrumentos, painéis de portas, lâmpadas, dutos de ar, volantes, estofados e componentes de motores. Como os plásticos têm continuado a substituir outros materiais na concepção e fabrico de automóveis, a montagem e união de componentes plásticos tem vindo a tornar-se cada vez mais uma questão crítica. Algumas das vantagens da soldadura ultra-sónica são os tempos de ciclo reduzidos, a automatização, os baixos custos de capital e a flexibilidade. Além disso, a soldadura ultra-sónica não danifica o acabamento superficial, que é uma consideração crucial para muitos fabricantes de automóveis, porque as vibrações de alta frequência impedem a criação de marcas.
A soldadura ultra-sónica é geralmente utilizada na indústria aeroespacial quando se juntam metais de chapas finas e outros materiais leves. O alumínio é um metal difícil de soldar utilizando técnicas tradicionais, devido à sua alta condutividade térmica. Contudo, é um dos materiais mais fáceis de soldar utilizando a soldadura ultra-sónica porque é um metal mais macio e, portanto, uma soldadura de estado sólido é simples de conseguir. Uma vez que o alumínio é tão amplamente utilizado na indústria aeroespacial, a soldadura por ultra-sons é um processo de fabricação importante. Além disso, com o advento de novos materiais compostos, a soldadura por ultra-sons está se tornando ainda mais prevalecente. Ela tem sido utilizada na colagem do popular material composto fibra de carbono. Numerosos estudos foram feitos para encontrar os parâmetros ideais que produzirão soldas de qualidade para este material.
Indústria médicaEditar
Na indústria médica a soldadura por ultra-sons é frequentemente utilizada porque não introduz contaminantes ou degradação na soldadura e as máquinas podem ser especializadas para utilização em salas limpas. O processo também pode ser altamente automatizado, proporciona um controlo rigoroso das tolerâncias dimensionais e não interfere com a biocompatibilidade das peças. Portanto, aumenta a qualidade das peças e diminui os custos de produção. Artigos como filtros arteriais, filtros de anestesia, filtros de sangue, cateteres intravenosos, tubos de diálise, pipetas, reservatórios de cardiometria, filtros de sangue/gás, máscaras faciais e espigões/filtros intravenosos podem ser feitos com soldadura ultra-sónica. Outra aplicação importante na indústria médica para a soldadura por ultra-sons são os têxteis. Artigos como batas hospitalares, vestuário esterilizado, máscaras, remendos transdérmicos e têxteis para salas limpas podem ser selados e costurados com soldadura ultra-sónica. Isto evita a contaminação e a produção de pó e reduz o risco de infecção.
Indústria de embalagemEditar
A embalagem é uma aplicação onde a soldadura ultra-sónica é frequentemente utilizada. Muitos itens comuns são criados ou embalados usando a soldagem ultra-sônica. Os recipientes de selagem, tubos e blisters são aplicações comuns.
Soldadura ultra-sónica é também aplicada na embalagem de materiais perigosos, tais como explosivos, fogos de artifício e outros produtos químicos reactivos. Estes artigos tendem a requerer uma selagem hermética, mas não podem ser sujeitos a altas temperaturas. Um exemplo é um isqueiro de butano. Esta solda de recipiente deve ser capaz de suportar alta pressão e tensão e deve ser hermética para conter o butano. Outro exemplo é a embalagem de munições e propulsores. Estas embalagens devem ser capazes de resistir a alta pressão e tensão para proteger o consumidor do conteúdo. Ao selar materiais perigosos, a segurança é uma preocupação primária.
A indústria alimentar considera a soldadura ultra-sónica preferível às técnicas tradicionais de união, porque é rápida, higiénica e pode produzir selos herméticos. O leite e os recipientes de suco são exemplos de produtos frequentemente selados por soldadura ultra-sônica. As peças de papel a serem seladas são revestidas com plástico, geralmente polipropileno ou polietileno, e depois soldadas juntas para criar um selo hermético. O principal obstáculo a ser superado neste processo é a definição dos parâmetros. Por exemplo, se ocorrer sobre-soldagem, então a concentração de plástico na zona de solda pode ser muito baixa e causar a quebra da vedação. Se for soldada por baixo, a vedação está incompleta. Variações nas espessuras dos materiais podem causar variações na qualidade da solda. Alguns outros produtos alimentares selados por soldadura ultra-sónica incluem embalagens de chocolates, embalagens de alimentos congelados e recipientes para bebidas.