Analyse du soudage plastique par ultrasons

Parmi les nombreux produits, le soudage par ultrasons du plastique est utilisé dans de nombreux cas et a été impliqué dans les automobiles, les appareils électroménagers, les emballages, les jouets, l'électronique et d'autres applications commerciales. Ses avantages uniques - rapide, efficace, propre et ferme, ont été reconnus par tous les horizons

Tout d'abord, examinons le principe du soudage : lorsque les ondes ultrasonores agissent sur la surface de contact du plastique thermoplastique, elles produisent des dizaines de milliers de vibrations à haute fréquence par seconde. Cette vibration à haute fréquence atteint une certaine amplitude et l'énergie ultrasonique est transmise à travers la soudure supérieure. Dans la zone de soudure, des températures élevées localisées sont générées en raison de la grande résistance acoustique au niveau de la zone de soudure, c'est-à-dire à l'interface des deux soudures. De plus, en raison de la mauvaise conductivité thermique du plastique, celui-ci ne peut pas se dissiper dans le temps et s'accumuler dans la zone de soudure, de sorte que les faces de contact des deux plastiques fondent rapidement et, après une certaine pression, elles s'intègrent en un seul. Lorsque l'onde ultrasonore s'arrête, laissez la pression durer quelques secondes pour la solidifier, formant ainsi une chaîne moléculaire solide à des fins de soudage, la résistance du soudage peut être proche de la résistance de la matière première.

Le processus de soudage par ultrasons est divisé en quatre étapes.

Étape 1 : Le pavillon entre en contact avec la pièce, exerce une pression et se met à vibrer. La chaleur de friction dissipe l'énergie des nervures de guidage et la solution s'écoule dans la surface de liaison. 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 matière fondue) diminue. Initialement, la quantité de déplacement de soudage augmente rapidement, puis ralentit à mesure que la nervure de guidage de l'énergie fondue se propage 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 par le frottement interne de la pièce. La chaleur de friction fait chauffer le 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 de la vitesse de fusion entraîne une augmentation du déplacement de soudage et du contact entre les surfaces des deux pièces. À ce stade, une fine couche fondue se forme et l’épaisseur de la couche fondue augmente en raison de la génération continue de chaleur. La chaleur à ce stade est générée par dissipation visqueuse.

Étape 3 ; l'épaisseur de la couche de solution dans la soudure reste la même et accompagnée d'une distribution de température constante, une fusion en régime permanent 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 électrique est coupée, la vibration ultrasonique est arrêtée et la quatrième étape démarre. La pression est maintenue et une partie de la solution supplémentaire est expulsée du joint. Le déplacement maximum est atteint lorsque la soudure est refroidie et solidifiée, et qu'une diffusion intermoléculaire se produit.