1.Soudagefréquences:
Les fréquences de soudage typiques vont de la plage de 40 kHz à la plage de 15 kHz. Les différents paramètres de l'application détermineront le meilleur équipement et la meilleure fréquence pour réaliser une soudure optimale des pièces.
Par exemple, pour les petits assemblages délicats (cartes de circuits imprimés, composants microélectroniques, etc.) avec des tolérances étroites, une fréquence plus élevée (par exemple, 40 kHz) est mieux adaptée car la pression appliquée et les vibrations ultrasoniques peuvent être minimisées, ainsi que tout marquage de Surfaces de classe A.
La basse fréquence (par exemple, 15 kHz) est bien adaptée pour les pièces de taille moyenne à grande et permet également le soudage de nombreux plastiques plus tendres avec des distances de champ lointain plus grandes (plus à ce sujet ci-dessous) que ce qui est souvent possible avec des systèmes à plus haute fréquence.
La fréquence de 20 kHz est la fréquence ultrasonore la plus couramment utilisée pour l'assemblage des plastiques et offre une flexibilité maximale, car elle convient à une large gamme d'applications et de composants thermoplastiques.
2. Considérations relatives aux matériaux:
Conformément au principe de base de l'assemblage par ultrasons tel que décrit ci-dessus, les thermoplastiques peuvent être assemblés par ultrasons parce qu'ils fondent dans une plage de température spécifique; tandis que les matériaux thermodurcissables - qui se dégradent lorsqu'ils sont chauffés - ne conviennent pas à l'assemblage par ultrasons.
La soudabilité de tout thermoplastique dépend de sa rigidité ou de son module d'élasticité, de sa densité, de son coefficient de frottement, de sa conductivité thermique, de sa chaleur spécifique et de Tm ou Tg.
En général, les plastiques rigides présentent d'excellentes propriétés de soudage en champ lointain car ils transmettent facilement une énergie vibratoire. Les plastiques souples, à faible module d'élasticité, atténuent les vibrations ultrasonores et, en tant que tels, sont plus difficiles à souder.
Dans le jalonnement, le formage ou le soudage par points, le contraire est vrai. Généralement, plus le plastique est mou, plus il est facile de piqueter, de former ou de souder par points.
En règle générale également, les résines sont classées comme amorphes ou cristallines. L'énergie ultrasonique est facilement transmise à travers les résines amorphes, qui se prêtent donc facilement au soudage par ultrasons. Les résines cristallines, par contre, ne transmettent pas facilement l'énergie ultrasonore. Pour cette raison, lors du soudage de résines cristallines, une amplitude et des niveaux d'énergie plus élevés doivent être utilisés, et une attention particulière doit être accordée à la conception des joints.
Les variables qui peuvent influencer davantage la soudabilité sont la teneur en humidité, les agents de démoulage, les lubrifiants, les plastifiants, les charges, les agents de renforcement, les pigments, les ignifugeants et autres additifs, ainsi que la qualité réelle de la résine.
De même, il est important de déterminer le degré de compatibilité des matériaux à souder ensemble. Certains matériaux ont un certain degré de compatibilité, mais toutes les qualités et compositions peuvent ne pas être compatibles, et certaines ne sont pas du tout compatibles.
3. Impact de la conception conjointe:
Peut-être la facette la plus critique du soudage par ultrasons est la conception des joints (la configuration de deux surfaces de contact). Il doit être pris en compte lorsque les pièces à souder sont encore au stade de la conception puis incorporées dans les pièces moulées. Il existe une variété de modèles de joints, chacun avec des caractéristiques et des avantages spécifiques. Leur sélection est déterminée par des facteurs tels que le type de plastique, la géométrie de la pièce, les exigences de soudure, les capacités d'usinage et de moulage et l'aspect cosmétique.
4. Outillage et montages:
Il est difficile de surestimer l'importance des cornes et des accessoires lorsqu'il s'agit de réaliser une soudure par ultrasons efficace.
Il y avait une perception dans l'industrie que les cornes et les accessoires pour une application particulière devaient être fournis par le même fabricant de la presse à souder utilisée. Aujourd'hui, les ingénieurs comprennent qu'ils sont libres de mélanger et d'assortir: le meilleur outillage pour le travail n'a pas à porter le même nom que celui sur la presse, tant que la fréquence de soudage correspond.
Les options de matériaux de fabrication d'outillage incluent l'aluminium, le titane, l'acier trempé et l'acier inoxydable. Des facteurs tels que le type de plastique à souder, la taille et la configuration du joint, la résistance de la soudure et / ou la durabilité détermineront le meilleur matériau pour le travail. Par exemple, pour une longévité accrue, l'acier trempé pourrait être un bon choix.
Une bonne conception des luminaires est également impérative. L'appareil a deux objectifs principaux: aligner les pièces sous la corne et soutenir directement sous la zone de soudure. Ce support comprend également la réflexion de l'énergie ultrasonore vers le plan de soudure, c'est pourquoi les fixations sont souvent usinées à partir de métal.
Pour plus de résistance et de durabilité, un revêtement en carbure ou un placage au chrome peut être appliqué. Les montages profilés et les outils pour pièces de forme irrégulière peuvent être conçus sur mesure, ainsi que des dispositifs périphériques pour serrer, maintenir et aligner les pièces opposées. Des montages segmentés et réglables peuvent également être construits pour assurer un ajustement sûr avec des pièces en plastique moulées.
5. Paramètres de soudage:
Au cours du processus de soudage lui-même, selon le type de système utilisé, divers paramètres de soudage influencent le résultat. Il s'agit notamment de l'amplitude / pression, de la force de déclenchement et des limites de tolérance, selon que le soudage est effectué en fonction du temps, de l'énergie ou de la distance.
Le paramètre d'amplitude est utilisé pour spécifier l'amplitude de vibration. Des ajustements fins des réglages d'amplitude et de pression peuvent souvent être effectués sur le contrôleur qui alimente une presse, tandis que des ajustements majeurs peuvent être effectués grâce à l'utilisation de surpresseurs et de commandes de pression.
Les paramètres de pression de la force de déclenchement spécifient la pression à atteindre pour déclencher les ultrasons. L'ajustement de ce paramètre avec des réglages, tels que les temporisateurs, les modes de pré-déclenchement et les réglages de force / pression, peut affecter la durée pendant laquelle les pièces sont en contact avant que les ultrasons ne soient réellement activés.
Paramètres de temps, tels que le temps de soudage (la durée pendant laquelle les vibrations ultrasoniques sont réellement appliquées aux pièces) et le temps de maintien (la durée pendant laquelle la pression est maintenue pour assurer une bonne liaison des pièces, après le temps de soudage réel et avec les ultrasons éteint pour que la soudure puisse refroidir), influe encore davantage sur le moment et la durée d'activation des ultrasons
De même, certains systèmes permettront à l'utilisateur de spécifier des paramètres d'énergie - avec des limites et une impulsion d'étalonnage, par exemple - tandis que d'autres autoriseront également des paramètres de distance - tels que incrémental, pré-déclenchement, absolu et limites.
Comme on peut le voir, de nombreuses pièces mobiles, si vous voulez, entrent en jeu pendant le processus de soudage par ultrasons. La manipulation de ces paramètres peut faire la différence entre une soudure réussie et une soudure inefficace ou une corne fissurée.
