Desarrollo de un Sistema de Pruebas de Alta Frecuencia para Estudiar el Desgaste de Herramientas de Soldadura Ultrasónica
Autores: Li, Junqi; Rienks, Michael; Balle, Frank
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Soldadura metálica ultrasónica
Sonotrodo
Carga termo-mecánica
Patrón de estriado
Calidad de la unión
Mecanismos de desgaste
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 6
Citaciones: Sin citaciones
En la fabricación actual de baterías de iones de litio para automóviles, la Soldadura Ultrasonica de Metales (USMW) es una de las principales técnicas de unión debido a sus ventajas en la soldadura de múltiples láminas delgadas de materiales altamente conductores. El sonotrodo, que actúa como herramienta de soldadura, transmite oscilaciones de alta frecuencia a las partes a unir. Debido a la alta frecuencia de la carga térmico-mecánica, el patrón de estriado en el sonotrodo se desgasta con un número creciente de soldaduras, lo que influye significativamente en el proceso de soldadura, resultando en una mala calidad de la unión. En este estudio, se desarrolló un sistema de prueba de alta frecuencia para investigar los mecanismos de desgaste del sonotrodo. Basándose en el movimiento relativo comparable al proceso de soldadura, se analizaron las cargas térmico-mecánicas en el área de contacto. A medida que aumentaba la amplitud de oscilación del sonotrodo, la fuerza de fricción estimada entre el sonotrodo y el cuerpo de contraparte de cobre se mantuvo constante, mientras que se observó un aumento en la distancia de deslizamiento en el área de contacto. El desarrollo de la temperatura mostró una fuerte correlación con la carga mecánica. Se realizó un primer enfoque de pruebas continuas, pero se limitó debido a la falla del cuerpo de contraparte de cobre bajo estimulación ultrasónica.
Descripción
En la fabricación actual de baterías de iones de litio para automóviles, la Soldadura Ultrasonica de Metales (USMW) es una de las principales técnicas de unión debido a sus ventajas en la soldadura de múltiples láminas delgadas de materiales altamente conductores. El sonotrodo, que actúa como herramienta de soldadura, transmite oscilaciones de alta frecuencia a las partes a unir. Debido a la alta frecuencia de la carga térmico-mecánica, el patrón de estriado en el sonotrodo se desgasta con un número creciente de soldaduras, lo que influye significativamente en el proceso de soldadura, resultando en una mala calidad de la unión. En este estudio, se desarrolló un sistema de prueba de alta frecuencia para investigar los mecanismos de desgaste del sonotrodo. Basándose en el movimiento relativo comparable al proceso de soldadura, se analizaron las cargas térmico-mecánicas en el área de contacto. A medida que aumentaba la amplitud de oscilación del sonotrodo, la fuerza de fricción estimada entre el sonotrodo y el cuerpo de contraparte de cobre se mantuvo constante, mientras que se observó un aumento en la distancia de deslizamiento en el área de contacto. El desarrollo de la temperatura mostró una fuerte correlación con la carga mecánica. Se realizó un primer enfoque de pruebas continuas, pero se limitó debido a la falla del cuerpo de contraparte de cobre bajo estimulación ultrasónica.