Soldadura por radiofrecuencia
La soldadura por radiofrecuencia , también conocida como soldadura dieléctrica y soldadura por alta frecuencia , es un proceso de soldadura de plástico que utiliza campos eléctricos de alta frecuencia para inducir el calentamiento y la fusión de los materiales base termoplásticos . [1] El campo eléctrico se aplica mediante un par de electrodos después de que las partes que se unen se sujetan juntas. La fuerza de sujeción se mantiene hasta que la unión se solidifica. Las ventajas de este proceso son tiempos de ciclo rápidos (del orden de unos pocos segundos), automatización, repetibilidad y buena apariencia de la soldadura. Solo plásticos que tienen dipolosse puede calentar mediante ondas de radio y, por lo tanto, no todos los plásticos se pueden soldar con este proceso. Además, este proceso no es adecuado para juntas gruesas o demasiado complejas. El uso más común de este proceso son juntas de solape o sellos en láminas o piezas de plástico delgadas.
Pueden ocurrir cuatro tipos de polarización en materiales sujetos a campos eléctricos alternos de alta frecuencia: [2]
La polarización dipolo es el fenómeno responsable del mecanismo de calentamiento en la soldadura de plástico por radiofrecuencia, calentamiento dieléctrico . Cuando se aplica un campo eléctrico a una molécula con una distribución asimétrica de carga, o dipolo , las fuerzas eléctricas hacen que la molécula se alinee con el campo eléctrico. [1] Cuando se aplica un campo eléctrico alterno, la molécula invierte continuamente su alineación, lo que lleva a la rotación molecular. Este proceso no es instantáneo, por lo tanto, si la frecuencia es lo suficientemente alta, el dipolo no podrá girar lo suficientemente rápido como para permanecer alineado con el campo eléctrico, lo que da como resultado un movimiento aleatorio cuando la molécula intenta seguir el campo eléctrico. Este movimiento provoca una fricción intermolecular que conduce a la generación de calor. [3] La cantidad de calor generado por la fricción en el material depende de la intensidad del campo, la frecuencia, la intensidad del dipolo y el volumen libre del material. [1] Dado que la principal fuerza impulsora del calentamiento dieléctrico es la interacción del dipolo de una molécula con el campo eléctrico aplicado, la soldadura por RF solo se puede realizar en moléculas dipolo. El rango de frecuencia típico para el calentamiento dieléctrico es de 10-100 MHz, pero normalmente la soldadura por RF se realiza alrededor de 27 MHz. [3] A una frecuencia demasiado baja, los dipolos son capaces de alinearse con el campo eléctrico y permanecer en fase con la corriente eléctrica minimizando la fricción intermolecular que se produce. Esto también puede describirse como una pérdida de potencia mínima del campo eléctrico, ya que las moléculas permanecerán en fase y absorberán una energía mínima. A medida que las frecuencias se vuelven lo suficientemente altas, la pérdida de potencia comienza a aumentar ya que los dipolos no pueden alinearse a la velocidad del campo eléctrico inverso. Los dipolos se desfasan absorbiendo energía y es entonces cuando se produce el calentamiento. A una cierta frecuencia, se alcanza un máximo de pérdida de potencia en el que las frecuencias más altas disminuirán la pérdida de potencia y producirán menos calentamiento. La pérdida máxima de potencia dieléctrica depende del material. [4]
