Soldadura por microonda
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Soldadura por microondas
La soldadura por microondas es una forma de soldadura electromagnética que utiliza una frecuencia de radiación de 2,45 GHz. La mayoría de los termoplásticos no experimentan un aumento de temperatura inmediato cuando se irradian con esta frecuencia de radiación. Esta técnica normalmente funciona colocando un material absorbente de energía de microondas, en forma de junta, en la interfaz de la junta. El calor generado en este implante luego funde el termoplástico circundante, produciendo una soldadura al enfriarse. La soldadura por microondas es un proceso relativamente nuevo entre las técnicas de soldadura. El método ofrece una serie de ventajas potenciales que incluyen: cortos tiempos de calentamiento debido al calentamiento volumétrico, que es independiente de la conducción térmica, la posibilidad de geometrías de juntas tridimensionales y complejas, una reducción en el costo de capital del equipo, particularmente para componentes complejos de soldadura, muy bajo consumo de energía, y facilidad de desmontaje. Esta técnica generalmente funciona colocando un material que absorbe energía de microondas, generalmente los termoplásticos no experimentan un aumento inmediato de la temperatura cuando son irradiados con esta frecuencia de radiación de 2.4 GHz. La frecuencia más alta utilizada causa un calentamiento más rápido en comparación con frecuencia de radio. El calentamiento en un campo de microondas puede ocurrir gracias a los siguientes efectos físicos:
- Calentamiento por polarización (materiales polares)
- Calentamiento por resistencia eléctrica (materiales conductores de electricidad)
- Calentamiento a través del efecto Maxwell-Wagner (materiales multifásicos)
- Polarización iónica (electrolitos, cerámica de alta temperatura)
- Polarización electrónica
Un circuito llamado magnetrón emite un campo magnético variable a 2,45 GHz que amplifica las oscilaciones de las moléculas contenidas en un material absorbente de energía de microondas al actuar sobre el dipolo magnético de estas moléculas. El calor generado disuelve el material termoplástico circundante, produciendo una soldadura de enfriamiento. La soldadura por microondas es un proceso relativamente nuevo entre las técnicas de soldadura. Este mecanismo es opuesto al horno tradicional en el que hay absorción de calor por radiación y conducción desde las capas externas a las internas. En la soldadura por microondas, por lo tanto, las moléculas internas oscilan más rápidamente perturbadas por la oscilación del campo externo y esto produce calor.
Entre las ventajas de este sistema de soldadura encontramos; tiempos de calentamiento cortos debido al calentamiento volumétrico, que es independiente de la conducción térmica, la posibilidad de geometrías de unión tridimensionales complejas, una reducción en el costo de capital del equipo, en particular para componentes de soldadura complejos, muy bajo consumo de energía y fácil desmontaje.
Por supuesto, también tiene desventajas, como la necesidad de un material que sea sensible al microondas de consumo y tenga problemas de reciclaje, los materiales que contienen grupos moleculares polares pueden calentarse rápidamente, causando degradación del material si la velocidad de calentamiento y el nivel de potencia no son están debidamente controlados
En el caso del calentamiento por microondas, se produce una interacción electromagnética entre la radiación de microondas incidente y el material objetivo. El tipo de interacción se rige en gran medida por las propiedades dieléctricas del material. La soldadura por radiación de microondas se puede dividir esencialmente en dos variantes, a saber, soldadura con y sin materiales auxiliares. Soldar sin materiales auxiliares (calentamiento directo) solo es posible unir piezas de materiales que se calentarán en un campo de microondas. La soldadura con materiales auxiliares (calentamiento indirecto) es factible para todos los materiales termoplásticos, pero es adecuada para plásticos de microondas inactivos que no se pueden calentar directamente. En este proceso, se inserta un material entre las partes a unir que se calienta bajo radiación de microondas y transmite este calor a las partes que se unen por conducción térmica. Después de la fase de calentamiento, la mayoría de estos materiales auxiliares se mueven al cordón de soldadura. Una de las ventajas especiales de este segundo proceso son las áreas de soldadura demasiado selectivas que están dentro cuando se unen las piezas. Dicha soldadura puede separarse fundiendo este material auxiliar mediante calentamiento por microondas.
El calentamiento en un campo de microondas se realiza esencialmente mediante los siguientes procesos físicos:
- Calentamiento por polarización (materiales polares)
- Calentamiento por resistencia eléctrica (materiales eléctricamente conductores)
- Calentamiento a través del efecto Maxwell-Wagner (materiales multifase)
- Polarización de iones (electrolitos, cerámicas a alta temperatura)
- Polarización de electrones
La soldadura con radiación de microondas se puede dividir esencialmente en dos variantes, es decir, soldadura con y sin materiales auxiliares. La soldadura sin materiales auxiliares (calentamiento directo) solo es posible unir piezas hechas de materiales que se calentarán en un campo de microondas. La soldadura con materiales auxiliares (calentamiento indirecto) es factible para todos los termoplásticos, pero es adecuada para plásticos inactivos para microondas que no pueden calentarse directamente. En este proceso, se inserta un material entre las partes a unir que se calienta bajo las radiaciones de microondas y pasa este calor a las partes que se unen a través de la conducción térmica. Después de la fase de calentamiento, la mayoría de estos materiales auxiliares se desplazan hacia el cordón de soldadura. Una de las ventajas especiales de este segundo proceso son las zonas de soldadura demasiado selectivas que están dentro cuando se juntan las piezas. Una soldadura de este tipo se puede separar fundiendo este material auxiliar a través del calentamiento por microondas.