Unire il filo a piccole parti metalliche

Dall'inizio degli anni '80, gli ultrasuoni sono stati utilizzati per la giunzione dei cavi e per saldare i cavi a connettori e terminali metallici. Foto gentilmente concessa da Emerson, che mostra la tecnologia di saldatura dei metalli Branson Ultrasonics

La saldatura a ultrasuoni unisce in modo efficace il filo intrecciato (in alto) e quello stagnato. Foto per gentile concessione di Sonobond Ultrasonics Inc.

La saldatrice SPG 2600 salda ad ultrasuoni fasci di cavi fino a 20 millimetri quadrati su un singolo terminale. Foto per gentile concessione di Sonobond Ultrasonics Inc.

Quando la persona media apre il frigorifero e prende una lattina o una bottiglia troppo calda, la sua reazione iniziale è di delusione. Ma, se quella persona è un assemblatore di cablaggi per questo tipo di apparecchio, il suo pensiero iniziale è: controllare il cablaggio della ventola dell'evaporatore. Mentre lo ispeziona per verificare eventuali segni di usura e danni, scoprirà anche se i fili sono stati saldati o saldati ai connettori e quanto bene è stato eseguito il processo.

Molto probabilmente vedrà che i fili sono saldati ad ultrasuoni. I produttori di cablaggi che servono il mercato degli elettrodomestici preferiscono sempre più questa tecnologia perché produce connessioni affidabili con elevata conduttività.

Questo non vuol dire che tutti i produttori di cablaggi siano passati alla saldatura a ultrasuoni. Molti preferiscono ancora la saldatura a resistenza e la saldatura. Il primo è economico e in grado di unire materiali simili e dissimili, mentre il secondo rimane popolare per la terminazione del filo stagnato e per la produzione in piccoli volumi.

Ciò che i produttori sanno per certo è che tutti e tre i metodi sono efficaci per unire i fili a parti metalliche, nonché per unire due o più fili insieme. Sanno anche che comprendere appieno tutti i pro e i contro di ciascuna tecnologia è essenziale per selezionare il miglior processo di giunzione per un'applicazione.

Dall'inizio degli anni '80, gli ultrasuoni sono stati utilizzati per la giunzione dei cavi e per saldare i cavi a connettori e terminali metallici. Il processo prevede la vibrazione di trefoli di filo insieme sotto pressione a una frequenza compresa tra 15 e 40 kilohertz. L'energia vibrazionale disperde gli ossidi superficiali per creare un grippaggio sui trefoli e formare un legame metallurgico allo stato solido.

"Il processo a ultrasuoni fornisce una saldatura a bassa resistenza", osserva Joe Stacy, impiegato da Emerson come responsabile vendite nazionale per Branson Ultrasonics Metal Welding, Americas. "E una saldatura a bassa resistenza consente l'uso di cavi più piccoli, consentendo ai produttori di risparmiare denaro e spazio."

In genere, i materiali conduttivi come alluminio, nichel, argento, rame e oro vengono saldati ad ultrasuoni. Il processo consuma circa l’80% in meno di energia rispetto alla saldatura a resistenza e non richiede raffreddamento ad acqua. Inoltre, a differenza della saldatura, la saldatura a ultrasuoni non richiede flussi o materiali di apporto.

Il sistema 2032S di Branson produce giunzioni di filo di alta qualità in un'area della sezione trasversale da 0,7 a 40 millimetri quadrati. Dotato di un alimentatore Versagraphic, il sistema regola automaticamente e istantaneamente i parametri di giunzione, tra cui larghezza, pressione, ampiezza ed energia. Gli operatori possono programmare un numero preimpostato di giunzioni in sequenza per un'efficienza produttiva ottimale. Altre caratteristiche standard includono un'incudine retrattile (per massimizzare l'area di carico del filo), uno strumento di raccolta (per una facile rimozione della giunzione) e aria di raffreddamento per aumentare la durata dell'utensile in ambienti ad alta produzione.

"Indipendentemente dai settori che servono, i produttori di cablaggi hanno bisogno di saldatori affidabili ed economici 24 ore su 24, 7 giorni su 7", afferma Stacy. "La saldatura a ultrasuoni è costantemente economicamente vantaggiosa e questo è uno dei motivi principali della sua crescente popolarità."

Janet Devine, presidente di Sonobond Ultrasonics Inc., afferma che l'evoluzione della tecnologia delle macchine aiuta anche la saldatura a ultrasuoni a mantenere i suoi vantaggi economici ed efficienti rispetto ad altri metodi di giunzione. I trasduttori piezoelettrici ceramici, ad esempio, sono in grado di funzionare in modo efficiente ad alta tensione e alta temperatura (fino a 300 C). Inoltre, l'alimentazione e l'elettronica offrono precisione e controllo digitali.

La saldatrice SPG (single point ground) 2600 di Sonobond salda a ultrasuoni fasci di cavi fino a 20 millimetri quadrati (massimo 18 fili) su un singolo terminale. L'unità controllata da microprocessore esegue la saldatura in un impulso prima di piegare automaticamente i bracci del terminale per fornire sollievo dallo stress sul giunto. Gestisce fili standard e leggermente stagnati o ossidati.