Foire aux questions – Technologie ultrasonique

Technologie ultrasonique

Qu'est-ce que le soudage par ultrasons ?
Le soudage par ultrasons consiste à appliquer des vibrations à haute fréquence sur deux composants maintenus ensemble par serrage. Cela provoque une accumulation rapide de chaleur qui permet de réaliser une soudure, ou un assemblage, en quelques secondes seulement, sans fusion significative des matériaux de base.

Pour assembler des textiles synthétiques ou des matériaux filtrants, le tissu passe sous une corne qui transmet les vibrations ultrasoniques à travers les couches. Les matériaux sont chauffés et fusionnés, ce qui permet d'obtenir une couture ou un bord scellé.

Quels sont les avantages du soudage par ultrasons ?
Aucun adhésif ni consommable – tel que de la soudure ou du fil – n’est nécessaire. La soudure ou l’assemblage s’effectue rapidement – généralement en deux à quatre secondes – sans chauffer la zone environnante. Ce procédé permet d’obtenir des soudures et des assemblages extrêmement fiables et d’une précision reproductible. Le soudage par ultrasons est respectueux de l’environnement, ne génère aucun déchet et est économique à l’usage.

Quels sont les secteurs qui utilisent le soudage par ultrasons ?
L'habillement, l'électroménager, l'automobile, l'électronique, la filtration, l'ameublement, le secteur médical et l'emballage ne sont que quelques-uns des secteurs pouvant recourir au soudage par ultrasons.

Quelles sont les configurations d'équipement disponibles ?
Sonobond propose à la fois des unités autonomes et des modèles pouvant être facilement intégrés dans des lignes de production.

Quels sont les composants d'un système de soudage par ultrasons ?
UNE ALIMENTATION ÉLECTRIQUE, qui convertit le courant du réseau en haute fréquence et haute tension nécessaires au transducteur.
UN TRANSDUCTEUR, contenant des cristaux piézoélectriques, qui transforme le signal électrique haute fréquence entrant en vibrations mécaniques.
UN AMPLIFICATEUR, qui transmet l'énergie vibratoire et augmente son amplitude.
UN CORNET, qui transmet l'énergie vibratoire à la zone de soudage.
UNE ENCLUME ou un NID, qui soutient les pièces à souder.

Le soudage par ultrasons présente-t-il des risques ou des dangers pour la santé ? Quels sont les effets des ultrasons sur la santé ?
Cette question a fait l'objet de nombreuses études qui démontrent que le soudage par ultrasons est sûr et fiable. Dans de rares cas, un problème de bruit excessif causé par les vibrations ultrasoniques peut se poser. Lorsque les niveaux sonores dépassent les limites fixées par l'OSHA, il est possible de remédier à ce problème en installant une enceinte de protection et/ou en utilisant des protections auditives individuelles.

Êtes-vous en mesure de fabriquer des machines sur mesure ?
Oui. Les ingénieurs techniques de Sonobond peuvent collaborer avec vous afin de concevoir la meilleure version possible d’une machine à ultrasons ou d’un outillage sur mesure, conformément à vos spécifications.

L'équipement à ultrasons perturbe-t-il les autres appareils informatisés installés à proximité ?
Très rarement. Dans certains environnements particulièrement sensibles, il peut s'avérer nécessaire de réduire les émissions électromagnétiques.

Proposez-vous des échantillons de soudure gratuits ?
Oui. Sonobond vous encourage d'ailleurs à nous envoyer des pièces afin que nous puissions réaliser des échantillons de soudure adaptés à votre application spécifique et vous recommander l'appareil le mieux adapté à vos besoins.

Soudage des métaux par ultrasons

Quels matériaux peuvent être soudés à l'aide de soudeuses à ultrasons ?
L'aluminium, le laiton, le cuivre, la plupart des métaux précieux et les alliages de nickel peuvent être soudés facilement. Le soudage par ultrasons présente également l'avantage de permettre la soudure de nombreuses combinaisons de métaux dissemblables.

Quels sont les avantages du soudage ultrasonique des métaux par rapport au sertissage ?
Le soudage ultrasonique des fils présente plusieurs avantages. La méthode ultrasonique ne nécessite l'utilisation d'aucun matériau supplémentaire. Elle permet d'assembler des fils entre eux ou de relier un fil à des cosses sans avoir recours à des matériaux d'apport ni à des outils de sertissage. En revanche, les fils sertis peuvent parfois se desserrer et se détacher au fil du temps.

Quelle est la taille maximale des faisceaux de fils que peut traiter la soudeuse à ultrasons ?
Nous recommandons généralement une taille maximale de faisceau de 30 mm² pour les fils de cuivre toronnés nus, et une taille inférieure pour les fils étamés. Avec notre soudeuse de 2 500 watts, nous avons soudé des faisceaux allant jusqu’à 35 mm² en une seule impulsion et jusqu’à 48 mm² en deux impulsions.

Puis-je utiliser la même machine pour l'épissure de fils et la fixation de broches ou de cosses ?
C'est possible à condition de changer d'outillage. Cependant, nous recommandons généralement d'utiliser le SpliceRite™ pour les épissures fil à fil et la soudeuse par points SonoWeld® 1600 pour les applications fil à borne.

Quelle est la durée de vie moyenne d'une pointe ?
La pointe en acier à outils traité thermiquement peut généralement être utilisée pour effectuer jusqu'à 100 000 soudures avant de devoir être remplacée.

Quelles sont les différences entre les méthodes de soudage par languette conique et par entraînement latéral ?
Sonobond utilise le système à languette conique, dans lequel le transducteur/cornet actionne une tige ou une languette. La tige (languette) comporte une cavité conique dans laquelle la pointe est insérée. Ainsi, la force exercée par le cylindre est appliquée directement au-dessus du point de soudure et la pointe est facilement remplaçable.

En revanche, la méthode d'entraînement latéral utilise un transducteur/cornet muni d'une petite extension pour entrer en contact avec la pièce à souder. La force exercée par le vérin est décalée, et non plus exercée directement au-dessus du point de soudure. Le cornet doit être remplacé dans son intégralité lorsque l'extension de la pointe est usée, ce qui nécessite parfois un recalibrage du système.

Liaison par ultrasons de non-tissés et de textiles

Quels matériaux peuvent être assemblés à l'aide de soudeuses à ultrasons pour les non-tissés et les textiles ? Est-il possible d'assembler des matériaux de nature différente ?
Les matériaux peuvent être 100 % synthétiques ou constitués de mélanges contenant jusqu'à 40 % de fibres naturelles.

L'acrylique, l'acétate, le polyester, le nylon, le polypropylène, l'élasthanne et le PVC se prêtent tous au soudage ou à la découpe. En général, plus la teneur en fibres synthétiques est élevée, plus il est facile de découper et de souder ces matériaux à l'aide d'ultrasons. Les non-tissés, y compris les médias filtrants feutrés, sont particulièrement adaptés au soudage par ultrasons.

Oui, il est possible d'assembler de nombreux matériaux dissemblables. La différence de température de fusion entre ces matériaux ne doit pas dépasser 50 °F.

Mon matériau pourra-t-il toujours être assemblé par ultrasons s'il a subi un traitement ignifuge ?
Dans la plupart des cas, cela ne posera aucun problème. Cependant, certains retardateurs de flamme peuvent nuire à la résistance de l'assemblage.

Quels sont les avantages et les différences entre le soudage par ultrasons rotatif/continu et les méthodes fixes/à déplacement ?
La méthode rotative fonctionne comme une machine à coudre et produit une couture ou un motif continu. La friction entre le tissu, le rouleau à motif et la corne ultrasonique est considérablement réduite lorsque les deux éléments tournent, plutôt que lorsque le rouleau tourne sur une corne fixe.

Qu'est-ce que la découpe par ultrasons ?
Les découpeuses à ultrasons permettent de couper proprement et de sceller les bords des tissus synthétiques ou mélangés, éliminant ainsi les inconvénients liés à l'utilisation d'un fil chaud ou de couteaux rotatifs. Cela permet d'éviter l'effilochage, le dévidage ou la formation de perles le long du bord coupé.

Quelle est la teneur en verre acceptable pour le soudage par ultrasons des tissus ?
Des charges telles que la fibre de verre sont ajoutées pour modifier les propriétés physiques, bien que le verre lui-même ne soit pas soudable. Une teneur en verre inférieure ou égale à 20 % peut néanmoins permettre d'obtenir une liaison acceptable.

Soudage par ultrasons du plastique

Quels matériaux thermoplastiques peuvent être assemblés à l'aide de soudeuses ultrasoniques ? Puis-je souder des thermoplastiques de nature différente ?
Les résines thermoplastiques soudables peuvent être classées en deux catégories : les résines amorphes et les résines cristallines.

Les résines AMORPHES soudables comprennent : le polycarbonate, le poly(oxyde de phénylène), le polystyrène, l'ABS, le polyétherimide, l'acrylique et le polysulfone. Les matériaux CRISTALLINS soudables comprennent : le polyester thermoplastique, le nylon, l'acétal, le polyéthylène, le poly(sulfure de phénylène) et le polypropylène.

Oui, il est possible de souder ensemble un nombre limité de thermoplastiques amorphes de nature différente (par exemple, l'ABS et le polycarbonate). La différence de température de fusion entre ces matériaux ne doit pas dépasser 50 °F.

Mon matériau plastique pourra-t-il toujours être soudé par ultrasons s'il a subi un traitement ignifuge ?
Les retardateurs de flamme peuvent affecter la soudure en réduisant la résistance de la liaison. Dans ce cas, une « sursoudure » peut parfois être la solution. Cela consiste à utiliser une machine à plus grande amplitude ou à prolonger légèrement la durée de soudage afin d'obtenir une liaison suffisamment solide.

Quelle est la teneur en verre acceptable pour le soudage par ultrasons des plastiques ?
Une teneur maximale de 20 % est recommandée. Cependant, il est parfois possible d'obtenir des soudures satisfaisantes avec une teneur en verre pouvant atteindre 30 %.

Quels sont les types d'assemblages les plus courants pour le soudage des plastiques ?
L'approche dite du « directeur d'énergie » est utilisée pour de nombreux assemblages. Elle nécessite l'utilisation d'une saillie triangulaire sur l'une des pièces à assembler, placée à l'endroit où la fusion commence. Pour les assemblages étanches et certaines pièces semi-cristallines, un assemblage par cisaillement est recommandé. Un assemblage par cisaillement nécessite un certain ajustement serré entre les pièces à souder. Lorsque les pièces sont chauffées et comprimées par ultrasons, l’une d’elles « cisaie » le plastique ramolli de l’autre.