Analyse de soudure plastique par ultrasons
Principe:
Des vibrations mécaniques ultrasoniques (fréquence de 10 à 70 kHz, amplitude de 1 à 250 µm) sont appliquées sur les pièces en plastique afin de produire un chauffage local sous pression (la chaleur est due à l'effet combiné du frottement superficiel et intermoléculaire) et de la fusion pour former une soudure. Comme indiqué, le processus de soudage par ultrasons est divisé en quatre étapes.
Étape 1: le cornet est en contact avec la pièce, exerce une pression et commence à vibrer. La chaleur de friction dissipe les nervures qui guident l'énergie et la solution s'écoule dans la surface de liaison. Au fur et à mesure que la distance entre les deux pièces diminue, la quantité de soudure (la distance entre les deux pièces due à l'écoulement de la masse fondue) diminue. Initialement, le déplacement de soudage augmente rapidement puis ralentit à mesure que la nervure de guidage de l’énergie fondue s’étend et entre en contact avec la surface de la partie inférieure. Dans la phase de frottement solide, la chaleur est générée par l'énergie de frottement entre les deux surfaces et le frottement interne dans la pièce. La chaleur de friction provoque le chauffage du matériau polymère jusqu'à son point de fusion. La quantité de chaleur dépend de la fréquence d'action, de l'amplitude et de la pression.
Étape 2: Une augmentation du taux de fusion entraîne une augmentation du déplacement de soudure et du contact entre les surfaces des deux pièces. A ce stade, une couche fondue mince est formée et l'épaisseur de la couche fondue est augmentée en raison de la génération de chaleur continue. La chaleur à ce stade est générée par une dissipation visqueuse.
Étape 3: L'épaisseur de la couche de solution dans la soudure reste la même et s'accompagne d'une distribution de température constante, une fusion à l'état d'équilibre se produit.
Étape 4: Après une période de temps définie ou après avoir atteint une énergie, un niveau de puissance ou une distance spécifique, l'alimentation est coupée, les vibrations ultrasonores sont arrêtées et la quatrième étape est démarrée. La pression est maintenue et une partie de la solution supplémentaire est extraite du joint. La quantité maximale de déplacement est atteinte lorsque la soudure est refroidie et solidifiée et qu'une diffusion intermoléculaire se produit.
