COMMENT FONCTIONNE LE SOUDAGE PAR ULTRASONS
Le processus de base du soudage par ultrasons peut être décrit par les étapes suivantes:
Les pièces à souder sont placées dans l'enclume ou la fixation.
Le cornet est en contact avec les pièces à souder.
Une pression est exercée pour maintenir le cornet en contact avec les matériaux soudés et pour les maintenir ensemble.
Le pavillon émet des vibrations ultrasoniques pour réchauffer les matériaux. Les vibrations se déplacent de moins d'un millimètre, de haut en bas ou d'un côté à l'autre.
Les matériaux sont soudés ensemble.
Le cornet se rétracte et les matériaux soudés peuvent être retirés de l'enclume.
Les temps de soudage, les pressions et les températures appliquées sont contrôlés par un ordinateur ou un microprocesseur intégré à l'appareil de soudage. Et ce qui se passe réellement pendant le processus de soudage dépend de la nature des matériaux. Dans les métaux, les vibrations ultrasonores sont délivrées parallèlement au plan des matériaux. La chaleur de friction augmente la température des surfaces métalliques jusqu’à environ un tiers de la température de fusion, mais ne fait pas fondre les métaux. Au lieu de cela, la chaleur élimine les oxydes de métal et les films des surfaces. Cela permet aux atomes de métal de se déplacer entre les deux surfaces et de former des liaisons qui maintiennent les métaux ensemble.
Dans le cas des plastiques, les vibrations sont perpendiculaires au plan des matériaux et la chaleur de friction augmente suffisamment la température pour faire fondre les plastiques. Les molécules de plastique se mélangent et forment des liaisons. Lors du refroidissement, les surfaces en plastique sont soudées ensemble. Les temps de soudage peuvent varier, mais les soudures peuvent se former en aussi peu que 0,25 seconde.
Les facteurs qui varient en soudage par ultrasons sont la fréquence des ondes sonores (généralement 20, 30 ou 40 kHz), la pression appliquée pour maintenir les matériaux ensemble et le temps d'application des ultrasons (des fractions de seconde à plus de une seconde).
Les techniques de soudage par ultrasons décrites jusqu'à présent conviennent aux matériaux (métaux, plastiques) similaires. Mais qu'en est-il des matériaux qui ne sont pas similaires. Voyons comment New Balance a utilisé le soudage par ultrasons pour assembler des chaussures de sport.
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