Aplicațiile sudării cu ultrasunete sunt extinse și se găsesc în multe industrii, inclusiv în cele electrice și informatice, auto și aerospațiale, medicale și de ambalare. Dacă două elemente pot fi sudate cu ultrasunete este determinat de grosimea lor. Dacă acestea sunt prea groase, acest proces nu le va uni. Acesta este principalul obstacol în sudarea metalelor. Cu toate acestea, firele, conexiunile de microcircuite, foile de metal, foliile, panglicile și ochiurile de plasă sunt adesea îmbinate cu ajutorul sudării cu ultrasunete. Sudarea cu ultrasunete este o tehnică foarte populară pentru lipirea materialelor termoplastice. Este rapidă și ușor de automatizat, cu timpi de sudare adesea sub o secundă și nu este necesar un sistem de ventilație pentru a elimina căldura sau gazele de eșapament. Acest tip de sudură este adesea folosit pentru a construi ansambluri care sunt prea mici, prea complexe sau prea delicate pentru tehnicile de sudare mai obișnuite.
Industria electrică și a calculatoarelorEdit
În industria electrică și a calculatoarelor, sudarea cu ultrasunete este adesea folosită pentru a îmbina conexiuni cu fir și pentru a crea conexiuni în circuite mici și delicate. Joncțiunile cablurilor de cabluri sunt adesea unite cu ajutorul sudării cu ultrasunete. Cablurile de cabluri sunt grupări mari de cabluri utilizate pentru a distribui semnale electrice și energie. Motoarele electrice, bobinele de câmp, transformatoarele și condensatorii pot fi, de asemenea, asamblate cu ajutorul sudării cu ultrasunete. Aceasta este, de asemenea, adesea preferată în asamblarea mediilor de stocare, cum ar fi unitățile flash și discurile de calculator, din cauza volumelor mari necesare. S-a constatat că sudarea cu ultrasunete a discurilor de calculator are timpi de ciclu mai mici de 300 ms.
Unul dintre domeniile în care sudarea cu ultrasunete este cel mai utilizat și în care se concentrează noile cercetări și experimente este cel al microcircuitelor. Acest procedeu este ideal pentru microcircuite, deoarece creează legături fiabile fără a introduce impurități sau distorsiuni termice în componente. Dispozitivele semiconductoare, tranzistoarele și diodele sunt adesea conectate prin fire subțiri de aluminiu și aur cu ajutorul sudării cu ultrasunete. Aceasta este, de asemenea, utilizată pentru lipirea cablurilor și a panglicilor, precum și a cipurilor întregi la microcircuite. Un exemplu de utilizare a microcircuitelor este în senzorii medicali folosiți pentru a monitoriza inima umană la pacienții cu bypass.
O diferență între sudarea cu ultrasunete și sudarea tradițională este capacitatea sudării cu ultrasunete de a îmbina materiale disimilare. Asamblarea componentelor de baterii este un bun exemplu de utilizare a acestei abilități. Atunci când se creează componente pentru baterii și pile de combustie, conexiunile din cupru de calibru subțire, nichel și aluminiu, straturile de folii și ochiurile metalice sunt adesea sudate cu ultrasunete. Mai multe straturi de folii sau ochiuri de plasă pot fi adesea aplicate într-o singură sudură, eliminând etape și costuri.
Industria aerospațială și industria automobilelorEdit
Pentru automobile, sudarea cu ultrasunete tinde să fie utilizată pentru a asambla componente mari din plastic și electrice, cum ar fi panourile de instrumente, panourile ușilor, lămpile, conductele de aer, volanele, tapițeria și componentele motorului. Pe măsură ce materialele plastice au continuat să înlocuiască alte materiale în proiectarea și fabricarea automobilelor, asamblarea și îmbinarea componentelor din plastic a devenit din ce în ce mai mult o problemă critică. Unele dintre avantajele sudării cu ultrasunete sunt durata redusă a ciclurilor, automatizarea, costurile de capital reduse și flexibilitatea. De asemenea, sudarea cu ultrasunete nu deteriorează finisajul suprafeței, ceea ce reprezintă un aspect crucial pentru mulți producători de automobile, deoarece vibrațiile de înaltă frecvență împiedică generarea de urme.
Sudarea cu ultrasunete este în general utilizată în industria aerospațială la îmbinarea metalelor cu gabarit subțire și a altor materiale ușoare. Aluminiul este un metal dificil de sudat cu ajutorul tehnicilor tradiționale din cauza conductivității sale termice ridicate. Cu toate acestea, este unul dintre materialele mai ușor de sudat cu ajutorul sudării cu ultrasunete, deoarece este un metal mai moale și, prin urmare, este simplu de realizat o sudură în stare solidă. Având în vedere că aluminiul este utilizat pe scară atât de largă în industria aerospațială, rezultă că sudarea cu ultrasunete este un proces de fabricație important. De asemenea, odată cu apariția noilor materiale compozite, sudarea cu ultrasunete devine și mai răspândită. Aceasta a fost utilizată la lipirea popularului material compozit fibră de carbon. S-au făcut numeroase studii pentru a găsi parametrii optimi care să producă suduri de calitate pentru acest material.
Industria medicalăEdit
În industria medicală, sudarea cu ultrasunete este adesea utilizată deoarece nu introduce contaminanți sau degradări în sudură, iar mașinile pot fi specializate pentru a fi utilizate în camere curate. De asemenea, procesul poate fi foarte automatizat, asigură un control strict al toleranțelor dimensionale și nu interferează cu biocompatibilitatea pieselor. Prin urmare, acesta crește calitatea pieselor și scade costurile de producție. Articole precum filtrele arteriale, filtrele de anestezie, filtrele de sânge, cateterele intravenoase, tuburile de dializă, pipetele, rezervoarele de cardiometrie, filtrele de sânge/gaze, măștile de față și vârfurile/filtrele intravenoase pot fi realizate cu ajutorul sudării cu ultrasunete. O altă aplicație importantă în industria medicală pentru sudarea cu ultrasunete este reprezentată de textile. Articole precum halate de spital, articole de îmbrăcăminte sterilă, măști, plasturi transdermici și textile pentru camere sterile pot fi sigilate și cusute cu ajutorul sudării cu ultrasunete. Acest lucru previne contaminarea și producerea de praf și reduce riscul de infecție.
Industria ambalajelorEdit
Ambalajele sunt o aplicație în care se utilizează adesea sudarea cu ultrasunete. Multe articole comune sunt fie create, fie ambalate cu ajutorul sudării cu ultrasunete. Sigilarea containerelor, a tuburilor și a blisterelor sunt aplicații comune.
Sudarea cu ultrasunete este, de asemenea, aplicată în ambalarea materialelor periculoase, cum ar fi explozibilii, artificiile și alte substanțe chimice reactive. Aceste articole au tendința de a necesita o etanșare ermetică, dar nu pot fi supuse la temperaturi ridicate. Un exemplu este bricheta cu butan. Acest recipient sudat trebuie să fie capabil să reziste la presiuni și tensiuni mari și trebuie să fie etanș pentru a conține butanul. Un alt exemplu este ambalajul munițiilor și al propulsoarelor. Aceste ambalaje trebuie să fie capabile să reziste la presiuni și tensiuni ridicate pentru a proteja consumatorul de conținut. Atunci când se sigilează materiale periculoase, siguranța este o preocupare primordială.
Industria alimentară consideră că sudarea cu ultrasunete este preferabilă tehnicilor tradiționale de îmbinare, deoarece este rapidă, igienică și poate produce sigilări ermetice. Recipientele pentru lapte și sucuri sunt exemple de produse adesea sigilate cu ajutorul sudării cu ultrasunete. Părțile din hârtie care urmează să fie sigilate sunt acoperite cu plastic, în general polipropilenă sau polietilenă, și apoi sunt sudate împreună pentru a crea un sigiliu ermetic. Principalul obstacol care trebuie depășit în acest proces este stabilirea parametrilor. De exemplu, dacă are loc o suprasudare, atunci concentrația de plastic din zona de sudură poate fi prea mică și poate provoca ruperea sigiliului. În cazul în care se sudează insuficient, etanșarea este incompletă. Variațiile în grosimea materialelor pot provoca variații în calitatea sudurii. Printre alte produse alimentare sigilate cu ajutorul sudării cu ultrasunete se numără ambalajele batonului de ciocolată, ambalajele alimentelor congelate și recipientele pentru băuturi.