Choisir la soudure par ultrason (US)

Nous nous limitons volontairement aux possibilités d’assemblage des thermoplastiques par ultrason. Mais des machines quasi similaires permettent de découper et de souder dans des domaines particuliers comme l’alimentaire (découpe du fromage ou de la viande) et les métaux (câbles électriques pour la soudure des tresses ou des fils et de leurs cosses). D’autres applications, comme le nettoyage ou le détentionnement de pièces, utilisent le même type d’ensemble acoustique.

• Vous recherchez :
  • une maîtrise totale de votre process ;
  • des temps de soudure extrêmement courts ;
  • l’assemblage de pièces avec un plan de joint en 3D ;
• Vous avez des pièces de taille moyenne.
• Le plan de joint est relativement étroit.
• La surface de soudure est limitée.
• Vous voulez :
  • sertir ;
  • riveter ou bouteroller ;
  • souder, découper ou souder/découper en continu ;
  • poser des inserts ;
  • assembler deux pièces.

Pouvez-vous ou devez-vous choisir la technologie de soudure par ultrason (US) pour votre domaine d’application ? Pour répondre à cette question, il faut bien comprendre le fonctionnement du chauffage par ultrason.

Chauffage par ultrason

Le chauffage par ultrason est obtenu à partir d’un générateur qui transforme le courant électrique du secteur de 60 Hz en une fréquence de l’ordre de 20 KHz .

Le générateur est connecté à un ensemble acoustique composé :

• d’un convertisseur ;
• d’un booster ;
• d’une sonotrode.

Le signal haute fréquence produit par le générateur est transmis au convertisseur. Ce dernier, ou transducteur, transforme l'énergie électrique en énergie mécanique à la fréquence du signal du générateur grâce à un piézoélectrique. Cette vibration mécanique est transmise à la sonotrode via le booster, ou amplificateur d’amplitude. L'oscillation mécanique de la sonotrode est transférée à l’une des pièces, l’autre restant fixe. La friction au plan de joint entre les deux éléments à assembler provoque un échauffement suffisant pour atteindre une fusion intermoléculaire. La combinaison de la pression et d'un déplacement suffisant pendant un temps T₁ puis un refroidissement pendant un temps T₂ permet l’assemblage permanent de deux pièces, dont l’une au moins est un thermoplastique. La soudure est terminée après refroidissement complet du plan de joint.

L'échauffement au plan de joint entre deux pièces, ou au contact de la sonotrode, peut être utilisé pour d’autres applications :

• couper une ou plusieurs matières (soudure/découpe de films, feuilles ou plaques, très utilisée dans l’alimentaire ou le textile) ;
• fondre et donner une nouvelle forme à une matière ;
• rivetage ;
• sertissage ;
• marquage, etc. ;
• combiner l’ensemble de ces possibilités.

Schéma de principe d’une machine de soudure par ultrason (US) - Ensemble acoustique

Cas du matériel portatif

Poste à souder portatifs par ultrason

Les postes à souder par ultrason (US) portatifs possèdent le transducteur, le booster et la sonotrode sans autre artifice.

La pression de soudage est donnée par l’opérateur et l’impulsion du début du temps de soudure est déclenchée à la poignée de préhension.

Échauffement au plan de joint ou au contact de la sonotrode Plaçons de la matière sous l’outillage d’une machine ultrason (US). L’outillage peut être complexe, en 3D, avec des formes précises, avec matrice et contre-matrice, pour réaliser : une ou des soudures ; une ou des découpes...

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 ...

Dans l’ensemble, on peut affirmer que c’est la technologie capable d’accepter la plus grande latitude de possibilités et de combinaisons, même si on ne respecte pas toujours les règles de l’Art. Malgré des erreurs de conception de pièces, de montage ou de paramétrage machine, les ultrasons vous perm...

Avant de contacter un fabriquant, et pour choisir votre machine, réunissez les éléments suivants : quantité d’énergie maximum demandée pour vos pièces ; facteur de marche de votre machine ; type, forme et esthétique des pièces et de l’assemblage ; nature des matériaux ;...

Utiliser les ultrasons sous différentes formes Toutes ces possibilités sont développées dans la fiche La soudure par ultrason (US) au quotidien. souder ; souder/découpez ; souder en continu ; découper en continu ; perforer ; riveter ; graver ; former à ch...