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Auteur(s)
-
Delphine Mathilde COSME : Consultante technique, experte en assemblage des matériaux (plasturgie et métallurgie)
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Lire l’articleINTRODUCTION
Vous avez un assemblage de feuilles ou films à réaliser. Vous recherchez un assemblage permanent de deux pièces issues de l’injection ou de l’extrusion. Vous avez des matières différentes à assembler.
Le choix de la technologie vous est imposé ou au contraire vous pouvez vous orienter vers une nouvelle technologie.
Vous avez au moins un thermoplastique dans votre assemblage et une compatibilité parfaite entre les matériaux pour répondre à votre cahier des charges . Pour plus de précisions sur les compatibilités, et plus particulièrement la tension de surface des matériaux, nous vous conseillons de vous reporter à la fiche Comment réaliser un assemblage ? [FIC 0767]
La soudure des thermoplastiques par ultrason (US) permet des soudures simples et rapides de pièces, en volumes ou planes, parfois avec un joint de soudure pollué par des impuretés. Elle est notamment adaptée aux très grandes séries de pièces et souvent facile à intégrer dans une ligne de fabrication.
Complétée par la fiche Quels sont les phénomènes en jeu dans un assemblage ? [FIC 0765] , cette fiche vous permettra :
-
de choisir la bonne matière répondant à votre cahier des charges et adaptée à la soudure par ultrason (US) ;
-
d'inventorier tous les paramètres à prendre en compte pour cette technologie ;
-
d'apprécier tous les avantages et les inconvénients de cette technologie ;
-
de prévoir des actions de formation, le suivi qualité et les opérations de maintenance.
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Quels sont les matériaux concernés par la soudure ultrason (US) ?3. Réussir l’échauffement thermique des matériaux avec les ultrasons
Pour réussir l’échauffement entre deux pièces, il faudra passer par plusieurs approches :
-
l’aspect final des pièces au plan de soudure ;
-
la nature des matériaux et forme des pièces ;
-
l’éloignement du plan de soudure par rapport au bas de la sonotrode ;
-
la quantité d’énergie emmagasinée par la sonotrode au fil du temps ;
-
la conception de la machine, le montage de la pièce et de la sonotrode ;
-
l’aspect économique ;
-
l’environnement au plan de joint avec des pollutions éventuelles.
Au fil du temps, la température de la sonotrode est à surveiller. Toute montée en température importante peut nuire, et même endommager le générateur de soudure ultrason (US). L’amplitude des vibrations n’est plus atteinte et la soudure devient impossible. La surveillance des paramètres est cruciale.
3.1 Paramètres directs de l’échauffement des matériaux au plan de joint
Il est fonction :
-
de l’épaisseur minimum des parois des pièces (transmission du son dans les pièces) ;
-
de la distance critique entre la sonotrode et le plan de joint (la vibration est une sinusoïde et si votre plan de joint est proche d’un point zéro, il est impossible de provoquer un échauffement) ;
-
du coefficient de frottement des matériaux (la quantité d’énergie nécessaire sera fonction de ces facteurs) ;
-
de la transmission du son dans les matériaux (l’amplitude des vibrations sera peut-être à adapter et la quantité d’énergie nécessaire directement liée à ces facteurs) ;
-
de facteurs environnementaux (température et humidité des pièces par exemple).
3.2 Limiter l’échauffement au plan de contact sonotrode/pièce
Pour un assemblage classique, cet échauffement est nuisible. Il absorbe une partie de l’énergie qui doit en principe être restituée au plan de joint.
Il est fonction :
-
du temps de soudure ;
-
de...
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Réussir l’échauffement thermique des matériaux avec les ultrasons
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
Conseils et formation en soudure des matériaux plastiques : http://www.4polesformation.com
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Pour l’étude des niveaux sonores dans votre atelier, contactez la CRAM de votre région et consultez les publications de l’ INRS puis dans la case recherche tapez les mots clés « soudure ultrason ».
Chaque fabricant de machine sera spécialisé en fonction du domaine d’application, des matériaux et de la structure des matériaux.
Quelques noms dans le domaine de la soudure par ultrason :
MECASONIC (Crest Groupe Company)
RINCOULTRASONICS (Crest Groupe Company)
KLN (Crest Groupe Company)
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