Qu'est-ce que le soudage par ultrasons des métaux ?
Le soudage par ultrasons est un procédé particulièrement adapté au soudage des métaux. Ce procédé utilise une machine à ultrasons qui génère des vibrations mécaniques à haute fréquence , provoquant l'échauffement de la surface métallique par application d'une pression. Ce processus perturbe la couche d'oxyde présente à la surface du métal, permettant la diffusion et la liaison entre les atomes métalliques, et assurant ainsi le soudage des métaux non ferreux . Un système de soudage par ultrasons comprend généralement des composants essentiels tels qu'un générateur d'ultrasons (alimentation électrique) , un transducteur (convertisseur ) , un amplificateur et une sonde de soudage (sonotrode).
La physique sous-jacente
Procédé de soudage à l'état solide par ultrasons, le soudage des métaux permet l'assemblage permanent de métaux non ferreux sans fusion. Il utilise une machine de soudage par ultrasons pour appliquer une force normale précise tout en générant des vibrations mécaniques transversales à haute fréquence, généralement comprises entre 20 et 40 kHz, avec des amplitudes microscopiques de 10 à 50 microns.
Du point de vue de la dynamique des matériaux, cette contrainte de cisaillement intense pulvérise instantanément les contaminants de surface et les couches d'oxyde au niveau des aspérités microscopiques. Lorsque les surfaces métalliques pures naissantes sont exposées et comprimées sous pression, l'énergie mécanique induit une déformation plastique très localisée. Ceci réduit considérablement la limite d'élasticité du matériau, entraînant une diffusion rapide dans le réseau cristallin et la formation d'une véritable liaison métallique à l'échelle atomique.
Avantages du soudage par ultrasons des métaux
– Soudage de haute qualité : Le soudage par ultrasons des métaux est un procédé de soudage à l’état solide à basse température, ce qui permet d’éviter les problèmes d’hétérogénéité du matériau et les contraintes thermiques dues à la transformation de phase du métal. Il préserve ainsi la résistance à la corrosion, les propriétés mécaniques et la conductivité électrique des matières premières.
– Large gamme d'applications : Capable de souder divers métaux et alliages non ferreux tels que le cuivre, l'aluminium, le nickel, l'argent, etc., et peut également réaliser le soudage de métaux dissemblables (par exemple, le cuivre et l'aluminium).
Procédé respectueux de l'environnement : le soudage ne génère ni étincelles, ni fumée, ni gaz nocifs. L'ajout de flux est inutile, ce qui le rend écologique.
Contrôle précis : les soudeuses HYUSONIC proposent six modes de soudage : Temps, Énergie, Puissance de crête, Distance absolue, Distance relative et Surveillance du sol. Elles offrent également quatre modes de déclenchement : Temps, Pression, Position et Puissance. Grâce à un réglage multidimensionnel du seuil et une précision de contrôle de 0.01 mm , elles garantissent une précision et une contrôlabilité optimales.
Applications du soudage des métaux par ultrasons
Quel matériau peut être soudé par ultrasons
| Technique de soudage | Temps de cycle | Coût initial de l'équipement |
| Soudage ultrasonique des métaux | Rapide (généralement des fractions de seconde) | Modérée |
| Soudage par résistance | Très rapide (de quelques millisecondes à quelques secondes) | Low |
| La soudure au laser | Rapide (Dépend de la géométrie de la soudure) | Très élevé |
peut-on souder du métal au plastique par ultrasons
Le soudage par ultrasons ne permet d'assembler qu'une petite quantité de plastiques et de métaux et convient uniquement aux applications à faible résistance et à faible charge. En effet, les plastiques et les métaux ne peuvent former de liaisons chimiques par diffusion atomique et ne peuvent être liés que par adsorption physique ou par emboîtement interfacial, avec une résistance bien inférieure à celle du soudage de matériaux identiques. De plus, il est nécessaire de respecter certaines conditions, telles que la présence de plastiques thermoplastiques, de métaux tendres, un prétraitement de surface et des matériaux de couche intermédiaire . Pour certaines applications, le rivetage et l'enrobage par ultrasons ( une variante du soudage par ultrasons) permettent d'assembler solidement les plastiques et les métaux.
peut-on souder du métal sur du métal par ultrasons
Oui. Le soudage par ultrasons permet d'assembler différents métaux, comme le cuivre et l'aluminium, tout en conservant une excellente conductivité électrique. Pour les métaux non ferreux devant être soudés selon différentes exigences d'application, il est possible d'essayer le soudage et de s'assurer de leur soudabilité.
Comparaison avec le soudage par résistance et le soudage laser
Le soudage par ultrasons des métaux offre des avantages indéniables par rapport au soudage par résistance et au laser. Contrairement au soudage par résistance, il ne nécessite pas de courant élevé, ce qui réduit la consommation d'énergie et élimine l'usure des électrodes. Comparé au soudage laser, le soudage par ultrasons est plus sûr, génère moins de chaleur et ne nécessite ni optique complexe ni gaz de protection. Il est idéal pour assembler des métaux non ferreux fins et conducteurs comme le cuivre et l'aluminium. Avec des temps de cycle plus courts et des coûts d'exploitation réduits, le soudage par ultrasons des métaux est particulièrement adapté aux cosses de batterie, aux bornes de fils et aux composants électroniques. Sa nature semi-conductrice garantit des joints propres et fiables, sans fusion ni projections.
Vidéo sur le soudage par ultrasons des métaux
Autres principes du soudage par ultrasons
Soudeuse à ultrasons en métal Hyusonic
Le soudage par ultrasons des métaux peut être utilisé pour souder des faisceaux de câbles en métaux non ferreux, des tôles en métaux non ferreux, le soudage de bornes et le scellement de tubes métalliques.
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