COMO A LIGAÇÃO DE FIO ULTRASSÔNICA FUNCIONA E APLICAÇÕES

O que é a soldagem por fio ultrassônico A

soldagem por fio ultrassônico ou soldagem por fio ultrassônico é um processo de soldagem industrial que usa vibrações ultrassônicas para unir plásticos, metais ou materiais diferentes. Durante a soldagem, os materiais unidos são normalmente mantidos juntos por um acessório (ou bigorna) e um sonotrodo (uma ferramenta de metal que vibra).

Quando o sonotrodo aplica vibrações mecânicas às superfícies a serem unidas, o atrito resultante gera calor. Esse calor normalmente une os materiais em 0,1 e 1 segundo.

A ligação ultrassônica do fio é considerada um processo de soldagem em estado sólido porque a soldagem ocorre abaixo do ponto de fusão do material. Isso é especialmente importante para aplicações de colagem de metal onde altas temperaturas podem gerar propriedades indesejadas.

Como funcionam os sistemas de soldagem ultrassônica

A ligação de fio ultrassônico começa com a fonte de alimentação, uma pequena caixa que converte a corrente elétrica recebida em um sinal ultrassônico de alta frequência.

Essa energia elétrica segue até o conversor (ou transdutor), que a transforma em vibrações mecânicas por meio de discos que vibram muito rapidamente. O tamanho dessas vibrações é chamado de “amplitude”, um parâmetro chave ao configurar sistemas de soldagem ultrassônica.

As vibrações são então amplificadas no booster e retransmitidas para o chifre de soldagem (ou sonotrodo). É a peça metálica que realiza a soldagem transferindo as vibrações para a superfície da peça. O chifre é projetado especificamente para assumir a forma da superfície a ser soldada.


Aplicações de colagem de fios ultrassônicos

A viabilidade do processo de soldagem ultrassônica depende da espessura das peças a serem unidas. Como regra geral, peças grossas não podem ser unidas por colagem ultrassônica. A espessura máxima é tipicamente de alguns milímetros e depende do equipamento e dos materiais unidos.

Quando se trata de soldagem ultrassônica de metais, as aplicações são limitadas a metais maleáveis ​​como alumínio, cobre e níquel. O processo é muito popular para a colagem de conexões de microcircuitos, chapas metálicas, folhas, fitas e malhas.

As aplicações de colagem ultrassônica estão espalhadas por vários setores:

• Indústrias de informática e elétrica (motores elétricos, bobinas de campo, transformadores, capacitores, etc.)
• Indústrias aeroespacial e automotiva (baterias EV, painéis de portas, volantes, componentes de motores, etc.)
• Indústria médica (filtros de sangue, cateteres IV, tubos de diálise, máscaras faciais, etc.)
• Indústrias alimentícias e de embalagens (recipientes para bebidas, embalagens de bombons, embalagens de alimentos congelados, produtos químicos reativos, etc.)

Ligação de fio ultrassônico: Tendências na indústria de EV

A ligação de fio ultrassônico é uma tecnologia importante para a montagem de componentes do módulo de bateria. As células precisam ser conectadas eletricamente aos barramentos (ou coletores de corrente) por meio de fios (geralmente localizados na parte superior do módulo) para obter a corrente distribuída.

Além de usar a ligação ultrassônica, os fabricantes de baterias estão usando cada vez mais a tecnologia laser para suas aplicações de ligação de fios.

A limpeza é uma etapa importante para preparar as superfícies para a colagem de fio ultrassônico, que normalmente é obtida por plasma ou limpeza a laser. Como a colagem ultrassônica tem suas limitações, às vezes os lasers também são usados ​​para soldagem.


Limpeza a laser para preparar superfícies para colagem de fio ultrassônico

Colagem de fio ultrassônicorequer uma superfície perfeitamente limpa, sem graxa, poeira ou outros contaminantes. Se a superfície estiver levemente contaminada, o processo de colagem pode falhar ou pode ocorrer corrosão.

As baterias requerem uma limpeza cuidadosa para evitar danos aos seus componentes. Como tal, métodos mecânicos que geram abrasão devem ser evitados.

Alguns fabricantes preparam as superfícies manualmente limpando-as com isopropanol, acetona e panos limpos. Embora possam obter bons resultados, esta solução não é viável se os fabricantes quiserem otimizar seus processos e melhorar sua velocidade.

No momento, a limpeza a laser é a única solução que permite a automação enquanto limpa perfeitamente pequenas superfícies localizadas.

A limpeza a laser pode ser integrada na linha de produção imediatamente antes do processo de colagem do fio. Isso evita a recontaminação da superfície que, de outra forma, ocorreria ao longo do tempo.


Soldagem a laser para substituir a colagem ultrassônica

A colagem de fio ultrassônico é uma tecnologia flexível, mas tem limitações, pois só pode ser usada para juntas sobrepostas. Como resultado, as soldas não podem ser feitas para caber em espaços pequenos e os projetos de bateria são limitados por isso.

À medida que os fabricantes de baterias desenvolvem novos designs, muitos optam por substituir a colagem ultrassônica pela soldagem a laser.

A soldagem a laser é um processo sem contato de alta velocidade que solda superfícies usando a energia de um feixe de laser. Ele oferece as mesmas vantagens que os fabricantes de baterias obtêm da ligação ultrassônica:

• Fácil de automação
• Zona afetada pelo calor mínimo (sem alterações microestruturais causadas pelo calor)
• Não há necessidade de adesivos ou consumíveis (como materiais de solda ou roscas)
• Excelente qualidade de conexão
• Materiais diferentes podem ser soldados

Acey new energy é um fornecedor profissional especializado em máquina de montagem de bateria de lítio, fornecemos uma solução completa para máquina de montagem de bateria de lítio e máquina de solda. Se você quiser saber mais sobre máquina de colagem de fio ultrassônico e máquina de solda a laser , não hesite em nos contatar.