Table des Matières
De nos jours, les plastiques sont largement appliqués dans divers domaines, allant des nécessités quotidiennes aux domaines scientifiques. Les plastiques, pour réaliser leur utilité, sont fabriqués en différents produits, et le soudage plastique se distingue comme une méthode efficace pour la connexion permanente de composants en plastique.
Le soudage plastique est un processus d'assemblage plastique basé sur le principe auto-adhésif, où le principe de soudage implique une transition de phase de solide à liquide (fusion ou dissolution), suivie de la solidification à l'interface de la jointure. Le soudage de pièces thermoplastiques repose sur la diffusion des chaînes de polymères. Il nécessite une température élevée, une pression élevée et du temps pour obtenir une connexion mécanique solide. Les polymer molecules dans les thermoplastiques ont des structures linéaires ou ramifiées, et comme ces molécules ne sont pas réticulées, elles sont sujettes au glissement relatif. Par conséquent, l'utilisation d'énergie thermique et de contrainte continue peut induire un glissement relatif ou un écoulement des molécules de polymère, réalisant ainsi le processus de soudage.
Plusieurs méthodes de soudage plastique couramment utilisées sur le marché comprennent le soudage par ultrasons, le soudage laser, le soudage par plaque chauffante, le soudage par friction, le soudage par vibration et le soudage haute fréquence. Cet article présente ces méthodes de traitement des plastiques thermoplastiques couramment utilisées, dans l'espoir de fournir une assistance.
1. Soudage par Ultrasons
Principe
Le soudage plastique par ultrasons est basé sur la génération de signaux de sinusoïde haute fréquence par un générateur de signaux. Ces signaux sont ensuite convertis en énergie mécanique de vibration haute fréquence par un transducteur. La vibration amplifiée est couplée à la pièce plastique sous haute pression à travers une tige d'amplitude et une tête de soudage. Ce frottement haute fréquence provoque une fusion à haute température de la surface de contact plastique pendant un moment. Après l'arrêt des ultrasons, les deux pièces plastiques, brièvement scellées par pression et refroidies, sont soudées en un seul corps. Le processus de soudage ne dépasse généralement pas une seconde, et la résistance de soudage est comparable à celle du corps.
Advantages
Soudage rapide, flexible, stable avec une courte durée; ne nécessite pas de flux ou de gaz protecteur, et ne produit pas de gaz nocifs ou de scories; garantit la qualité du soudage du produit.
Désavantages
Nécessite un contact étroit entre les matériaux de soudage, avec des exigences spécifiques en matière de composition, de dureté et de taille des matériaux.
Plage d'Application
Nylon, polyester, polypropylène, certains polyéthylènes, résines acryliques modifiées, certains composés à base d'éthylène, composés amino-formate, etc. Couramment utilisé dans diverses industries telles que l'électronique, les pièces automobiles, les jouets en plastique, les produits culturels, les articles de toilette, etc.
2. Soudage Laser
Principe
Le faisceau généré par laser est focalisé sur la zone à souder à travers un système de miroirs, de lentilles ou de fibres optiques. Dans la zone thermique formée, le plastique est ramolli et fondu. Dans le processus de solidification ultérieur, le matériau fondu forme une jointure, reliant les composants à souder.
Advantages
Machine de soudage laser n'a pas besoin de venir en contact avec les pièces plastiques à coller; vitesse rapide, haut niveau d'automatisation, pratique pour le traitement de composants plastiques complexes; pas de bavures; soudage solide et ferme; pièces soudées de haute précision peuvent être obtenues; pas de technologie de vibration; peut produire des structures étanches à l'air ou scellées sous vide; minimise les dommages thermiques et la déformation; peut lier des résines avec des compositions ou des couleurs différentes.
Désavantages
Coût élevé d'investissement initial en équipement; nécessite des propriétés spéciales du matériau de base.
Plage d'Application
La technologie de soudage laser plastique est largement utilisée dans des domaines tels que l'automobile, les dispositifs médicaux et l'emballage.
3. Soudage par Plaque Chauffante
Principe
Le soudage par plaque chauffante, également appelé soudage par thermoscellage, est la technologie de soudage plastique la plus simple. Dans le processus de soudage, deux pièces plastiques doivent être scellées en un seul ensemble. Généralement, une machine de thermoscellage est utilisée pour l'opération. La machine de thermoscellage utilise diverses conditions externes (telles que les méthodes de chauffage) pour chauffer séparément les surfaces de connexion des deux pièces plastiques. La zone de scellement chauffée devient un état de flux visqueux, formant une couche fondue sur la surface de connexion. La pression est appliquée pour la faire adhérer, et avec une certaine pression et un certain temps, les deux matériaux plastiques sont fusionnés en un seul corps. Après refroidissement, il a une certaine résistance et des performances d'étanchéité, garantissant qu'il peut supporter des forces externes pendant l'utilisation sans se fissurer ou fuir, atteignant le but du thermoscellage.
Advantages
Haute résistance de soudage, bonne esthétique ; peu de défauts, peut être automatisé.
Désavantages
Plage d'application limitée, et la pièce nécessite une certaine planéité.
Plage d'Application
Cette méthode de soudage est adaptée aux matériaux avec des points de fusion bas et une bonne plasticité, tels que le PVC, le PE, le PP, etc.
4. Soudage par Friction
Principe
Le soudage par friction est une méthode où la chaleur de friction générée entre les plastiques thermoplastiques les fait fondre sur la surface de friction. Sous pression, ils refroidissent et se combinent. Cette méthode d'assemblage est appelée soudage par friction et est la plus adaptée aux pièces cylindriques.
Advantages
Haute productivité, pratique pour l'automatisation et la mécanisation, bonne performance de joint, équipement simple, facile à utiliser.
Désavantages
Repose sur la rotation de la pièce, rendant difficile le soudage de sections transversales non circulaires.
Plage d'Application
La technologie de soudage par friction a une large gamme d'applications et peut souder des demi-arbres de transmission automobiles, des vannes, des airbags, des turbocompresseurs, des engrenages intégraux, des joints universels, des suspensions avant, etc.
5. Soudage par Vibration
Principe
Le soudage par vibration est également basé sur la chaleur générée par le frottement mutuel des surfaces de connexion. Contrairement au soudage par friction rotationnel, le frottement se produit dans une direction linéaire le long de la surface. Contrairement au soudage par ultrasons, la fréquence de vibration est plus basse, variant de 120 à 240 Hz. La vibration est générée par le mouvement relatif linéaire entre deux pièces plastiques. Le soudage par friction linéaire est très flexible et peut souder des pièces de forme complexe et de grande taille, ce que d'autres méthodes de soudage plastique ne peuvent pas accomplir.
Advantages
Applicable à presque tous les plastiques thermoplastiques ; peut souder des pièces irrégulières, de forme complexe ; peut souder de grandes pièces ; facile à réaliser une production automatisée.
Désavantages
Ne peut accepter qu'une surface de soudage dans les 10 degrés ; les pièces plastiques elles-mêmes doivent être solides, capables de supporter l'énergie générée par le frottement des vibrations, et des parois relativement minces sont sujettes à la rupture.
Plage d'Application
Batteries, radiateurs automobiles, pots à huile, autres produits et contenants de pipeline, filtres à essence, divers types de feux de voiture, pièces de moteur automobile, capteurs, tuyaux courbés, produits en nylon et produits en nylon tissé.
6. Soudage Haute-Fréquence
Principe
En utilisant le principe de l'induction électromagnétique et la technologie de chauffage par induction haute fréquence, il pénètre dans les produits plastiques pour induire des corps ou des plastiques magnétiques enterrés à l'intérieur des pièces plastiques à subir un chauffage par induction. Le plastique soudé peut générer de la chaleur dans un champ électrique alternatif rapide, faisant fondre rapidement la zone soudée. Il remplit ensuite l'espace à l'interface et, avec l'aide d'un dispositif mécanique sophistiqué, réalise un soudage parfait.
Advantages
Positionnement précis, bonne flexibilité, adapté au traitement de plus petits produits, haute efficacité de production, facile à utiliser.
Désavantages
Nécessite des tailles de pièces spécifiques ; des pièces plus grandes peuvent nécessiter plusieurs processus de soudage.
Plage d'Application
Le soudage plastique haute fréquence est utilisé pour la plupart des plastiques, tels que l'ABS, le PVC, le PP et le PET.
7. Soudage par Air Chaud
Principe
Soudage par air chaud, parfois appelé soudage par pistolet thermique, est similaire au soudage par flamme à l'oxyacétylène pour les métaux. Il utilise un flux d'air chaud pour augmenter la température des surfaces à souder et de la baguette de soudage, faisant fondre la baguette de soudage et la fusionnant avec le matériau de base pour réaliser le soudage. Pendant l'opération, la surface de soudage est d'abord nettoyée, puis de l'air chaud est utilisé pour chauffer simultanément la surface de soudage et la baguette de soudage. Cette méthode de soudage nécessite que la baguette de soudage et le matériau de base soient identiques. Si des matériaux différents sont soudés, la baguette de soudage doit être constituée de deux matériaux ou d'un mélange des deux.
Advantages
Équipement simple, coût réduit ; soudage sans contact, ne endommage pas les composants ; chauffage et température faciles à contrôler.
Désavantages
Cycle d'opération long, ne convient pas pour le traitement par lots, la qualité du soudage dépend des compétences de l'opérateur.
Plage d'Application
Cette méthode peut être utilisée pour la plupart des plastiques polymères, y compris le polycarbonate (PC), le polystyrène (PS), le polyamide (PA), le nylon, les dérivés, le PVC, l'ABS, etc.
Conclusion
Le choix de la bonne méthode de soudage plastique nécessite de prendre en compte plusieurs facteurs tels que le type de matériau, la forme de la pièce et les exigences de production. Dans les applications pratiques, la méthode de soudage la plus adaptée peut être choisie en fonction de conditions spécifiques pour garantir la robustesse et la qualité de la connexion. Grâce à une innovation technologique continue et à la recherche et développement, la technologie de soudage plastique démontrera son potentiel d'application dans un plus large éventail de domaines, apportant plus de commodité et d'avantages à l'industrie moderne.
