El transductor, también conocido como convertidor, es el componente clave del sistema de soldadura ultrasónica. Convierte la energía eléctrica del generador en vibraciones mecánicas utilizadas en el proceso de soldadura. La Fig. 2.6 muestra un esquema del componente.
El transductor consta
de varios discos cerámicos piezoeléctricos (titanato zirconato de plomo, PZT)
colocados entre dos bloques metálicos, generalmente de titanio. Entre cada
disco hay una placa metálica delgada que forma el electrodo. A medida que la señal
eléctrica sinusoidal se alimenta al transductor a través de los electrodos, los
discos se expanden y contraen. La frecuencia de vibración puede estar en el
rango de 15 a 70 kHz; sin embargo, las frecuencias más comunes utilizadas en la
soldadura ultrasónica son de 20 o 40 kHz. La amplitud, o amplitud pico a pico,
es la distancia que recorre el convertidor durante las vibraciones mecánicas.
Los valores típicos son 20 μm (0,0008 pulgadas) para un convertidor de 20 kHz y
9 μm (0,00035 pulgadas) para un convertidor de 40 kHz [ 12, 14 ].
Dado que los discos
piezoeléctricos presentan propiedades mecánicas deficientes en tensión, se
utiliza un perno que atraviesa el centro del dispositivo para precomprimirlos.
Esto garantiza que los discos permanezcan comprimidos al expandirse y
contraerse, es decir, que presenten una desviación mecánica.
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