Type de soudage plastique

Soudure plastiqueest le soudage de matériaux plastiques semi-finis et est décrit dans l'ISO 472 comme un processus d'unification des surfaces ramollies de matériaux, généralement à l'aide de la chaleur (sauf le soudage au solvant).Le soudage des thermoplastiques s'effectue en trois étapes séquentielles, à savoir la préparation de la surface, l'application de chaleur et de pression et le refroidissement.

Soudage au gaz chaud

Le soudage au gaz chaud, également appelé soudage à l'air chaud, est une technique de soudage du plastique utilisant la chaleur.Un pistolet thermique spécialement conçu, appelé soudeur à air chaud, produit un jet d'air chaud qui ramollit à la fois les pièces à assembler et une tige de remplissage en plastique, qui doivent toutes être du même plastique ou d'un plastique très similaire.(Le soudage du PVC à l'acrylique est une exception à cette règle.)

Le soudage à l'air chaud/au gaz est une technique de fabrication courante pour fabriquer des articles plus petits tels que des réservoirs de produits chimiques, des réservoirs d'eau, des échangeurs de chaleur et des raccords de plomberie.

Dans le cas de bandes et de films, une tige de remplissage ne peut pas être utilisée.Deux feuilles de plastique sont chauffées via un gaz chaud (ou un élément chauffant) puis enroulées ensemble.Il s’agit d’un processus de soudage rapide et peut être effectué en continu.

Soudage à pointe rapide

Avec le soudage rapide, la soudeuse plastique, semblable à un fer à souder en apparence et en puissance, est équipée d'un tube d'alimentation pour la baguette de soudure en plastique.La pointe rapide chauffe la tige et le substrat, tout en pressant la tige de soudure fondue en position.Un cordon de plastique ramolli est posé dans le joint, et les pièces et la tige de soudure fusionnent.Avec certains types de plastique comme le polypropylène, la baguette de soudage fondue doit être « mélangée » avec le matériau de base semi-fondu en cours de fabrication ou de réparation.Ces techniques de soudage ont été améliorées au fil du temps et sont utilisées depuis plus de 50 ans par les fabricants et réparateurs professionnels de plastique du monde entier.La méthode de soudage à pointe rapide est une technique de soudage beaucoup plus rapide et, avec de la pratique, elle peut être utilisée dans les virages serrés.Une version du « pistolet » à pointe rapide est essentiellement un fer à souder avec une pointe large et plate qui peut être utilisée pour faire fondre le joint de soudure et le matériau d’apport afin de créer une liaison.

Soudage par extrusion

Le soudage par extrusion permet l'application de soudures plus grandes en une seule passe de soudure.C'est la technique privilégiée pour assembler des matériaux de plus de 6 mm d'épaisseur.La baguette de soudage est tirée dans une extrudeuse de plastique miniature portative, plastifiée et expulsée de l'extrudeuse contre les pièces à assembler, qui sont ramollies avec un jet d'air chaud pour permettre la liaison.

Soudage par contact

C'est la même chose que le soudage par points, sauf que la chaleur est fournie par conduction thermique des pointes de pincement au lieu de conduction électrique.Deux pièces en plastique sont réunies là où des pointes chauffées les pincent, fondant et joignant les pièces au cours du processus.

Soudage à plaque chauffante

Liée au soudage par contact, cette technique est utilisée pour souder des pièces plus grandes ou des pièces présentant une géométrie de joint de soudure complexe.Les deux pièces à souder sont placées dans l'outillage fixé aux deux plateaux opposés d'une presse.Une plaque chauffante, dont la forme correspond à la géométrie du joint de soudure des pièces à souder, est déplacée entre les deux pièces.Les deux plateaux opposés mettent les pièces en contact avec la plaque chauffante jusqu'à ce que la chaleur ramollisse les interfaces jusqu'au point de fusion du plastique.Lorsque cette condition est atteinte, la plaque chauffante est retirée et les pièces sont pressées ensemble et maintenues jusqu'à ce que le joint de soudure refroidisse et se solidifie à nouveau pour créer une liaison permanente.

L'équipement de soudage à plaque chauffante est généralement contrôlé pneumatiquement, hydrauliquement ou électriquement avec des servomoteurs.

Ce processus est utilisé pour souder des composants sous le capot d'automobile, des composants de garniture intérieure d'automobile, des dispositifs de filtration médicale, des composants d'appareils grand public et d'autres composants intérieurs de voiture.

Soudage haute fréquence

Le soudage haute fréquence, également connu sous le nom de scellage diélectrique ou de thermoscellage par radiofréquence (RF), est une technologie très mature qui existe depuis les années 1940.Les ondes électromagnétiques à haute fréquence dans la gamme des radiofréquences peuvent chauffer certains polymères jusqu'à ramollir les plastiques à assembler.Les plastiques chauffés sont soudés ensemble sous pression.La chaleur est générée au sein du polymère par la réorientation rapide de certains dipôles chimiques du polymère, ce qui signifie que le chauffage peut être localisé et que le processus peut être continu.

Soudage par induction

Lorsqu'un isolant électrique, comme un plastique, est intégré à un matériau à haute conductivité électrique, comme des métaux ou des fibres de carbone, le soudage par induction peut être effectué.L'appareil de soudage contient une bobine d'induction alimentée par un courant électrique radiofréquence.Cela génère un champ électromagnétique qui agit sur une pièce électriquement conductrice ou ferromagnétique.Dans une pièce électriquement conductrice, le principal effet de chauffage est un chauffage résistif, dû à des courants induits appelés courants de Foucault.Le soudage par induction des matériaux thermoplastiques renforcés de fibres de carbone est une technologie couramment utilisée, par exemple dans l'industrie aérospatiale.

Dans une pièce ferromagnétique, les plastiques peuvent être soudés par induction en les formulant avec des composés métalliques ou ferromagnétiques, appelés suscepteurs.Ces suscepteurs absorbent l’énergie électromagnétique d’une bobine d’induction, deviennent chauds et perdent leur énergie thermique dans le matériau environnant par conduction thermique.

Soudage par injection

Le soudage par injection est similaire/identique au soudage par extrusion, sauf qu'en utilisant certaines pointes de la soudeuse portative, on peut insérer la pointe dans des trous de défauts en plastique de différentes tailles et les réparer de l'intérieur vers l'extérieur.L'avantage est qu'aucun accès n'est nécessaire à l'arrière du trou défectueux.L'alternative est un patch, sauf que le patch ne peut pas être poncé au ras du plastique environnant d'origine avec la même épaisseur.Le PE et le PP sont les plus adaptés à ce type de procédé.L'injectiweld Drader est un exemple d'un tel outil.

Soudage par ultrasons

Dans le soudage par ultrasons, des vibrations à haute fréquence (15 kHz à 40 kHz) de faible amplitude sont utilisées pour créer de la chaleur par friction entre les matériaux à assembler.L'interface des deux pièces est spécialement conçue pour concentrer l'énergie pour une résistance maximale de la soudure.Les ultrasons peuvent être utilisés sur presque toutes les matières plastiques.Il s’agit de la technologie de thermoscellage la plus rapide disponible.

Soudage par friction

Lors du soudage par friction, les deux pièces à assembler sont frottées ensemble à une fréquence inférieure (généralement 100 à 300 Hz) et à une amplitude plus élevée (généralement 1 à 2 mm (0,039 à 0,079 po)) que le soudage par ultrasons.Le frottement provoqué par le mouvement combiné à la pression de serrage entre les deux pièces crée de la chaleur qui commence à faire fondre les zones de contact entre les deux pièces.À ce stade, les matériaux plastifiés commencent à former des couches qui s’entrelacent les unes avec les autres, ce qui donne lieu à une soudure solide.À la fin du mouvement de vibration, les pièces restent maintenues ensemble jusqu'à ce que le joint de soudure refroidisse et que le plastique fondu se solidifie à nouveau.Le mouvement de friction peut être linéaire ou orbital, et la conception commune des deux pièces doit permettre ce mouvement.

Soudage par rotation

Le soudage par rotation est une forme particulière de soudage par friction.Avec ce processus, un composant avec un joint soudé rond est maintenu stationnaire, tandis qu'un composant correspondant tourne à grande vitesse et est pressé contre le composant fixe.Le frottement rotationnel entre les deux composants génère de la chaleur.Une fois que les surfaces de jonction atteignent un état semi-fondu, le composant en rotation est arrêté brusquement.La force exercée sur les deux composants est maintenue jusqu'à ce que le joint soudé refroidisse et se resolidifie.Il s'agit d'une manière courante de produire des roues en plastique de faible et moyenne résistance, par exemple pour les jouets, les caddies, les bacs de recyclage, etc. Ce processus est également utilisé pour souder diverses ouvertures de ports dans les composants sous le capot des automobiles.

La soudure au laser

Cette technique nécessite qu'une partie soit transmissive à un faisceau laser et que l'autre partie soit absorbante ou qu'un revêtement à l'interface soit absorbant le faisceau.Les deux pièces sont mises sous pression tandis que le faisceau laser se déplace le long de la ligne de jonction.Le faisceau traverse la première partie et est absorbé par l'autre ou le revêtement pour générer suffisamment de chaleur pour ramollir l'interface créant une soudure permanente.

Les lasers à diodes semi-conductrices sont généralement utilisés dans le soudage des plastiques.Des longueurs d'onde comprises entre 808 nm et 980 nm peuvent être utilisées pour assembler diverses combinaisons de matières plastiques.Des niveaux de puissance compris entre moins de 1 W et 100 W sont nécessaires en fonction des matériaux, de l'épaisseur et de la vitesse de traitement souhaitée.

Soudage au solvant

Lors du soudage au solvant, un solvant est appliqué qui peut dissoudre temporairement le polymère à température ambiante.Lorsque cela se produit, les chaînes polymères sont libres de se déplacer dans le liquide et peuvent se mélanger à d’autres chaînes dissoutes de manière similaire dans l’autre composant.Avec suffisamment de temps, le solvant s'infiltrera à travers le polymère et se répandra dans l'environnement, de sorte que les chaînes perdront leur mobilité.Cela laisse une masse solide de chaînes polymères enchevêtrées qui constitue une soudure au solvant.

Cette technique est couramment utilisée pour raccorder des tuyaux en PVC et en ABS, comme dans la plomberie domestique.Le « collage » de modèles en plastique (polycarbonate, polystyrène ou ABS) est également un procédé de soudage au solvant.