Soudage Ultrasons :Principe, Fonctionnement, Matériel, Application, Avantages et Inconvénients

Aujourd'hui, nous allons en apprendre davantage sur le principe de soudage par ultrasons, le fonctionnement, l'application de l'équipement, les avantages et les inconvénients avec son schéma. Le soudage par ultrasons est un procédé de soudage dans lequel des ondes ultrasonores ou des vibrations sont utilisées pour générer de la chaleur pour le soudage. Les ultrasons désignent les ondes de vibration dont la fréquence est supérieure à la plage d'audition normale. Elle est d'environ 20 000 à 30 000 Hz. C'est un procédé de soudage à l'état solide. Le soudage à l'état solide est un procédé de soudage dans lequel aucune chaleur externe n'est ajoutée pour le soudage.

Soudage par ultrasons :

Principe :

Il fonctionne sur le principe de base de l'énergie des ondes ultrasonores. La vibration ultrasonique crée une contrainte de cisaillement dynamique entre les contacts de deux pièces. En raison de la déformation plastique locale et de la chaleur générée par le frottement entre les surfaces de contact, la formation de joints aura lieu à l'interface.

Schéma de soudage par ultrasons

Équipement :

Alimentation :

Le soudage par ultrasons nécessite une alimentation haute fréquence et haute tension. Cette puissance est nécessaire au transducteur pour générer des vibrations.

Transducteur :

Le transducteur est un appareil qui peut convertir un signal électrique à haute fréquence en vibration mécanique à haute fréquence. Ceci est relié à la tête de soudage. Le convertisseur ou transducteur piézoélectrique utilisé dans ce procédé de soudage.

Booster et klaxon :

La vibration mécanique créée par le transducteur est fournie au servomoteur qui amplifie cette vibration et l'alimente au klaxon. Le klaxon est un appareil qui fournit cette vibration amplifiée aux plaques de soudage.

Dispositifs de fixation ou de serrage :

Cet appareil est indispensable dans le soudage par ultrasons. Cela utilise de l'énergie électrique, hydraulique, pneumatique ou mécanique pour maintenir les plaques à l'emplacement souhaité.

Travail :

Nous connaissons maintenant le concept de base du soudage par ultrasons. Cette soudure fonctionne comme suit.

• Au début, un courant haute fréquence traverse un transducteur piézoélectrique. Ce transducteur convertit le signal électrique haute fréquence en vibration mécanique.
• Cette vibration est ensuite fournie au booster qui amplifie sa fréquence.
• La vibration haute fréquence amplifiée passe à travers le pavillon qui est en contact avec la plaque de soudage.
• Cette soudure crée un joint à recouvrement. Une plante de la soudure est fixée dans le luminaire et l'autre est en contact direct avec le cornet. Ces plaques sont fixées sous une force de pression modérée.
• Le klaxon fournit des vibrations mécaniques à haute fréquence à la plaque de soudage.
• En raison de cette vibration, la force de cisaillement d'oscillation agit à l'interface entre les plaques de soudage, ce qui entraîne une déformation élestoplastique à l'interface.
• Cela crée également une élévation de température localisée due à la force mécanique et au frottement. Cette chaleur aide à la déformation plastique à l'interface et crée un joint solide sans faire fondre la pièce à usiner ni utiliser de métal d'apport.

Ce fonctionnement peut être facilement compréhensible en suivant la vidéo.

Avantages et inconvénients :

Avantages :

• Cette soudure peut être facilement automatisée et rapide.
• Cela produit un joint à haute résistance sans appliquer de chaleur externe.
• Ceci est propre et offre une bonne finition de surface après le soudage.
• Procédé par ultrasons utilisé pour souder une grande variété de métaux dissemblables.
• Il ne développe pas de chaleur élevée, il n'y a donc aucune chance d'expulser le joint de forme en métal fondu.

Inconvénients :

• Il ne soude pas de métal épais et plus dur. L'épaisseur des soudures est d'environ 2,5 mm pour l'aluminium.
• Le coût de l'outillage pour les fixations est élevé et ils nécessitent également une conception spéciale.
• Les vibrations générées par le transducteur peuvent endommager les composants électroniques.

Applications :

• Cette soudure est utilisée dans la fabrication des composants des réacteurs nucléaires.
• Il est utilisé dans l'industrie automobile pour les clés, les pièces de phares, les boutons et les interrupteurs, etc.
• Les ultrasons sont utilisés dans les industries électroniques telles que les enroulements d'induit, les commutateurs, etc.
• Il s'agit d'un processus de soudage propre, il est donc utilisé dans les industries médicales pour fabriquer des pièces telles que des filtres, des masques, etc.

Il s'agit du principe de soudage par ultrasons, du fonctionnement, de l'équipement, de l'application, des avantages et des inconvénients avec son schéma. Si vous avez des questions concernant cet article, demandez en commentant. Si vous aimez cet article, n’oubliez pas de le partager sur vos réseaux sociaux. Merci de l'avoir lu. Source de l'image : http://science.howstuffworks.com/ultrasonic-welding1.htm