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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
Dans le soudage des thermoplastiques, les appareils standards générant de l’air chaud utilisent l’air atmosphérique tel que nous le connaissons dans notre environnement, avec tout ce qu’il comporte.
L’air composé d’oxygène, combiné à la chaleur, oxyde les matériaux. Ce phénomène est observé et plus ou moins effectif dans toutes techniques de soudage par fusion de matière.
Cette fiche est un panorama complet des paramètres de soudure directs et connexes.
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Distinguez les thermoplastiques amorphes et semi-cristallins3. Quelles sont les particularités d’une soudure de thermoplastiques ?
Tout semble si simple. Il suffirait ainsi de chauffer et d’assembler les matériaux par pression. D’ailleurs, les fournisseurs vous forment en une journée. Cependant, lorsqu’un manque d’adhérence survient en sortie de machine, ou qu’un retour client vous alerte, vous constatez que finalement, la solution est beaucoup plus compliquée. Quatre pôles sont à appréhender :
-
l’homme et ses éventuelles défaillances ;
-
la matière et ses multiples aléas (composition chimique, imperfection physique…) ;
-
la machine et d’éventuelles pannes ou dérives (manque d’air, usure, grippage…) ;
-
l’environnement avec toutes ses variations et ses inconnues.
3.1 La soudure des matériaux semblables ou dissemblables
Considérez les matériaux semblables comme étant issus d’un même lot de fabrication.
Les matériaux dissemblables ne sont en général pas compatibles ; seuls quelques cas particuliers se soudent entre eux (cas de l’ABS et du PMMA, ABS / PC, PA/ABS…).
La chaleur agit pour libérer les chaînes de polymères et permettre leur fluage sous la pression au moment de la soudure.
Les mécanismes plus ou moins complexes en fonction de la nature des matériaux permettent une interdiffusion des chaînes de polymères et leur enchevêtrement à l’interface.
Les matériaux de base mettent en jeu des phénomènes classiques de l’adhésion comme :
-
la tension de surface ;
-
la mouillabilité
-
la capillarité ;
-
l’état de surface ;
-
la surface spécifique de contact ;
-
la distance entre les interfaces (micro à nanomètres).
Les paramètres fondamentaux pour réaliser une soudure conforme concernent la nature des matériaux et leurs caractéristiques. Demandez à vote fournisseur de préciser le type de polymères et les détails suivants ;
-
polaire ou non ;
-
réticulé ou non ;
-
amorphe ou semi-cristallin ;
-
taux de cristallisation et morphologie sphéroïde ou autres ;
-
température de transition vitreuse (Tg) ;
-
température de fusion (Tf) ou température Vicat ;
-
température...
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Quelles sont les particularités d’une soudure de thermoplastiques ?
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Thèse de Célia NICODEAU « modélisation du soudage en continu de composites à matrice thermoplastique » - 2005
-
Thèse de François LEMARCHAND « Étude de l’apparition des contraintes résiduelles dans le procédé d’empilement par soudage et consolidation en continu de composites thermoplastique » - 2008
-
Thèse de Jean-Florent LAMETRE « Étude de l’adhésion de composites thermoplastiques semi-cristallins, application à la mise en œuvre par soudure » - 2004
-
Rapport de Yves Macel Pierre TOSO : « Effective ATW process with on-line bonding under transient thermal conditions »
-
Rapport de la « 16th International Conference on Composite Materials » - « A multi-physic and multi-scale approach to model there continuous welding of thermoplastic matrix composites » - auteurs : Gilles Regnier, Célia Nicodeau, Jacques Verdu, Jacques Cinquin, Francisco Chinesta
-
Rapport RR539 du HSE : « Products evolved during hot gas welding of fluoropolymers » - 2007
3454 route de Saint-Amour – Grande Belle Vavre – 01340 Foissiat (France)
Tél. : 04 74 22 45 41
Rabenhof 18a - 33609 Bielefeld (Allemagne)
Tél. : 49 521 932070
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