Comment fonctionne le soudage par ultrasons

Les assemblages qui ne nécessitent pas de connecteurs ou de fixations tels que des clous, des boulons, des adhésifs ou de la soudure pour lier les matériaux ensemble ont l'avantage d'avoir moins de points de faiblesse. Même pendant l'assemblage, de nombreux composants sont mis au rebut en raison de défaillances des fixations, telles que des filetages dénudés ou des dommages à la tête de vis.

Le soudage par ultrasons surmonte ces défis de fabrication et va encore plus loin. Il s'agit de l'un des rares procédés de soudage capables d'assembler des matériaux différents, tels que le plastique et le métal.

Avantages de Soudage par ultrasons

Le soudage par ultrasons utilise la chaleur générée par un mouvement mécanique à haute fréquence pour souder ou assembler efficacement deux matériaux. Le processus convertit l'énergie électrique à haute fréquence en mouvement mécanique à haute fréquence avec force. L'ensemble du processus crée suffisamment de chaleur de friction pour faire fondre et accoupler les matériaux plastiques ensemble ou avec d'autres matériaux.

Le principal avantage du soudage par ultrasons est qu'il produit un joint très propre, étanche et de haute qualité sans l'utilisation de matériau de remplissage comme l'adhésif ou la soudure. Le résultat est un produit sans coutures visibles au niveau des joints, ce qui donne un produit plus attrayant visuellement et plus hygiénique.

Le soudage par ultrasons est également un processus plus rapide car il n'est pas nécessaire qu'un employé ou une machine manipule à la fois la fixation et l'outil. L'augmentation de la productivité et la baisse des coûts de production se traduisent par davantage de bénéfices pour les fabricants.

Et, le soudage par ultrasons bat les autres méthodes de connexion sans fixation comme les adhésifs, le soudage ou le brasage, car il n'y a pas de temps de durcissement ou de séchage. Aujourd'hui, les processus de soudage par ultrasons sont hautement automatisés, ce qui entraîne des économies de main-d'œuvre. Les bénéfices plus élevés qui en résultent sont directement liés à la fabrication de produits utilisant le soudage par ultrasons qui peuvent être vendus à des prix compétitifs et avec une qualité supérieure.

Quelle est la différence entre Soudage par ultrasons et soudage par vibration ?

Lors du soudage par vibration typique des thermoplastiques, l'une des deux pièces se déplace à haute fréquence sous pression pour générer la chaleur de friction nécessaire pour lier les deux surfaces. Mais, cette fréquence est bien inférieure aux fréquences utilisées avec le soudage par ultrasons.

Dans le soudage par ultrasons, l'énergie électrique est convertie en énergie vibratoire d'environ 20 kHz (la plus largement utilisée) ou 40 kHz (utilisée pour les petites pièces délicates). Comparez cela à la plupart des machines de soudage par vibration industrielles qui fonctionneront à des fréquences de soudage de 120 à 240 Hz.

De plus, l'amplitude (la mesure de vibration ou d'oscillation, mesurée à partir de la position d'équilibre) du soudage par vibration est plus importante, typiquement comprise entre 0,4 et 1,8 mm. En revanche, les amplitudes de soudage par ultrasons sont beaucoup plus petites, entre 25 et 125 microns ou 0,025-0,125 mm.

Plus l'amplitude de l'onde est faible, plus la fréquence est élevée, ce qui se traduit par une soudure plus rapide et de meilleure qualité. En fait, les temps de soudage pour les procédés par ultrasons peuvent se situer entre 1 et 3 secondes, alors que la même soudure par vibration prendrait un cycle de 5 à 10 secondes.

Le soudage par ultrasons est recommandé pour les petites pièces de moins de 6 pouces, et même les composants électroniques miniatures. C'est l'un de ses plus grands avantages, car un grand nombre de nos produits électroniques dépendent de bonnes soudures sur des pièces extrêmement petites comme des écouteurs et de nombreux composants aérospatiaux et automobiles et produits médicaux.

Meilleures utilisations de Soudage par ultrasons

Le soudage par ultrasons est utilisé dans certaines applications surprenantes en raison de sa capacité à assembler des thermoplastiques sans laisser de joint. Les chaussures de sport, les pneus en caoutchouc et les sacs polochons en plastique sont des produits de consommation fabriqués avec cette méthode de menuiserie moins coûteuse.

L'industrie médicale exige des dispositifs médicaux en caoutchouc et en plastique sans coutures, ce qui les rend plus hygiéniques et plus faciles à nettoyer. Et, ces articles restent légers car ce type de processus de soudage ne nécessite aucun autre matériau pour sécuriser la liaison. C'est le matériau de l'appareil lui-même qui est utilisé pour former une liaison sans fuite et totalement étanche sur une grande variété d'appareils et de produits médicaux.

Les industries informatique et électronique bénéficient de boîtiers capables de résister à une certaine humidité en raison de l'étanchéité créée par le soudage par ultrasons. Les joints thermoplastiques utilisés dans les cartes de circuits imprimés, les connexions de câblage et les rubans de câbles sont de meilleure qualité et sont plus fiables grâce à ce type de procédé de soudage.

Les processus de fixation et de découpe par ultrasons ont été automatisés, supprimant de nombreuses erreurs introduites par les méthodes de fabrication traditionnelles sur les assemblages petits, complexes ou délicats. Dans tous les secteurs de l'automobile, de la marine et de l'aéronautique, le soudage par ultrasons a permis une production plus rapide et une meilleure assurance qualité.

STE pour Soudage par ultrasons

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