Quels sont les plastiques soudables ?

Qu’ils aient des compositions identiques ou différentes, les plastiques peuvent être assemblés par le biais de différentes méthodes. Le soudage p. ex. est un procédé d’assemblage courant, en particulier lorsque la méthode du collage ne garantit pas une adhérence suffisante ou un assemblage durable. Le soudage plastique n’est pas un assemblage par liaison de surface mais un assemblage par liaison intense de matière. Toutefois, cette méthode fonctionne uniquement avec des plastiques dits thermoplastiques (malléables sous la chaleur). Les matières élastomères et thermodurcissables ne peuvent pas être soudées.

  • Matières thermoplastiques : sont principalement composées de chaînes moléculaires linéaires qui glissent le long des unes et des autres et rendent le plastique malléable et soudable.
  • Matières élastomères : sont constituées d’un réseau peu dense de chaînes moléculaires qui reprennent leur état d’origine dès que l’action de la chaleur diminue. Par conséquent, une déformation via la procédure de soudage est impossible.
  • Matières thermodurcissables : sont constituées d’un réseau dense de chaînes moléculaires. La chaleur détériore leur structure, une fusion et une soudure sont impossibles.

Matières thermoplastiques

En principe, seules les matières thermoplastiques identiques peuvent être soudées de manière homogène (uniforme). Hormis le PTFE, toutes les matières thermoplastiques peuvent être soudées, sachant qu’il existe toutefois des différences entre les plastiques selon leur composition :

  1. ABS (Acrylonitrile butadiène styrène)
    Se laisse bien et facilement souder. La température de soudage est comprise entre 270 et 310 °C.
  2. PS (polystyrène)
    Se laisse également bien et facilement souder. La température de soudage est comprise entre 270 et 310 °C.
  3. PP (polypropylène)
    Il faut veiller précisément à la température et à la durée d’échauffement car le PP brûle très vite. La température de soudage est comprise entre 230 et 280 °C.
  4. PE (polyéthylène) 
    Se laisse bien et facilement souder, mais ne peut toutefois pas être collé avec des colles traditionnelles. La température de soudage est comprise entre 220 et 280 °C.
  5. PVC (chlorure de polyvinyle) 
    Il faut veiller précisément à la température et à la durée d’échauffement car le PVC brûle vite et forme à la fois de l’acide chlorydrique. La température de soudage est comprise entre 250 et 280 °C.
  6. PMMA (polyméthacrylate de méthyle)
    Est désigné sous le terme de verre acrylique dans le langage courant. Se laisse bien et facilement souder. La température de soudage est comprise entre 120 et 180 °C.  
  7. PC (polycarbonate)
    Se laisse également bien et facilement souder. La température de soudage est comprise entre 270 et 310 °C.

Caractéristiques déterminantes

Les propriétés des matériaux jouent un rôle important dans la précision et l’efficacité de la procédure de soudage :

  • Module d’élasticité (module E)

    Décrit la tension et l’allongement d’un plastique sous l’action d’une force. Plus le module E est grand, plus la propagation des ondes au sein du matériau est bonne.

  • Amortissement 

    Décrit à quel point un plastique absorbe et transforme les vibrations mécaniques. Plus l’amortissement est élevé, plus le dégagement de chaleur sera intense car une quantité plus importante d’énergie de vibration sera transformée en chaleur.

  • Point de fusion

    Le point auquel le matériau passe de l’état solide à l’état liquide. Il détermine la quantité de chaleur nécessaire pour le processus de soudage.

  • Aptitude à l’écoulement de la masse fondue 

    La vitesse à laquelle la masse fondue du plastique peut s’écouler. Une masse fondue visqueuse aura plutôt tendance à rester dans la zone d’assemblage et le processus se déroulera avec un caractère plus uniforme.

Facteurs d’influence

Différents facteurs externes peuvent avoir une influence sur la soudabilité des plastiques :

Influences négatives

  • Additifs tels que p. ex. protection contre le feu : les additifs protègent les plastiques de la dégradation par des influences externes. Toutefois, les additifs par conséquent rendent le traitement du plastique par ultrasons plus difficile.
  • Humidité (avant tout chez les polyamides) : un plastique avec une haute teneur en humidité peut s’évaporer au cours de l’opération de soudage. Il en résulte la formation de bulles de gaz dans la zone d’assemblage, ayant pour conséquence des soudures poreuses.

Influences positives

  • Fibres de verre : augmentent la rigidité, la viscosité et la résistance mécanique du plastique, et améliorent ainsi la propagation des ondes avant tout dans les plastiques semi-cristallins.
  • Billes de verre : augmentent la résistance à la pression du plastique, et améliorent ainsi la propagation des ondes avant tout dans les plastiques semi-cristallins.

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PRINCIPES DE BASE DES THERMOPLASTIQUES
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