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Le soudage des thermoplastiques avec chalumeau à air chaud

Publié: le 17/11/2012 à 09:22 Dernière mise à jour: le 17/11/2012 à 09:22 Par: Dominique ADMIN Nombre de vues: 418
Cet article technique aborde le soudage des plastiques avec un chalumeau à air chaud.


1 - Généralités sur le soudage des thermoplastiques



Les matières plastiques de la famille des thermoplastiques sont pratiquement toutes soudables à l'exception des Polytétrafluoréthylènes (PTFE), des Polyéthylènes à très haut poids moléculaire (PE) et des polyméthacrylates de coulée (PMMA) .
La matière plastique chauffée passe à l'état plastique (pour les matières amorphes) et à l'état visqueux (pour les matières cristallines) juste avant sa décomposition.
La chaleur, lors du ramollissement de la matière, assure une mobilité des chaînes macromoléculaires et assure l'interpénétration des molécules sous l'action d'une certaine pression.
Les principales matières plastiques utilisées en constructions chaudronnées et en tuyauteries sont :



[*]Polychlorure de vinyle (PVC)
[*]Polychlorure de vinyle surchloré (PVC/C)
[*]Polyéthylène haute à basse densité (PEHD et PEBD)
[*]Polypropylène homopolymère (PPH)
[*]Polymères fluorés (PVDF, ECTFE, PFA et FEP)



2 - Soudabilité des différents thermoplastiques

Vous ne pouvez assembler par soudage que des matières plastiques de même nature avec une même densité et un poids moléculaire similaire ou très avoisinant.
A titre indicatif, la couleur de la matière plastique n'a aucune importance dans l'opération de soudage dans la mesure où les matières sont de même nature (sauf pour l'esthétique). Le PE rigide et le PE souple ne peuvent être assemblés.
La liaison du PVC rigide avec du Plexiglas est possible.

3 - Principe du procédé de soudage avec chalumeau à air chaud

Le procédé de soudage au chalumeau électrique à air chaud à la volée est réservé à la fabrication d'isométriques de tuyauteries ou des éléments de chaudronnerie en atelier et sur chantier. Cette méthode demande une dextérité manuelle et un doigté assuré du soudeur.
La règle de l'art du soudage des matières plastiques est d'observer trois points essentiels :



[*]La température juste de soudage (vérifiée à l'aide un thermomètre digital à sonde)
[*]La vitesse de soudage constante
[*]La pression d'appui constante



Le point de départ de la soudure est préchauffé à l'aide d'un chalumeau spécial à buse ronde jusqu'à l'obtention d'une surface mate. Le chalumeau est déplacé de droite à gauche dans un mouvement de balancier devant la baguette d'apport. La baguette est tenue à 90° et la buse du chalumeau est à 45° environ.
La zone de la pièce à souder proche de la baguette et la matière d'apport sont alternativement chauffées.
Il est important de maîtriser l'étirage de la baguette et d'obtenir une largeur constante de la zone chauffée..


4 - Position et guidage de la baguette d'apport

Bon guidage de la baguette d'apport. L'angle de la baguette avec la pièce est de 90°
Mauvais guidage de la baguette d'apport. L'étirage de la matière d'apport est inadmissible.
Mauvais guidage de la baguette d'apport. La déformation de la matière d'apport est inadmissible.


5 - Types de chalumeaux à air chaud

Il existe deux types de chalumeaux électriques à air chaud :



[*]Le chalumeau autonome : Un ventilateur envoie de l'air au travers d'une résistance avec régulation précise de la température.
[*]Le chalumeau électrique avec arrivée d'air indépendante : Ce chalumeau nécessite une soufflerie avec un réseau d'air comprimé, un filtre d'entrée d'air, un manomètre et un débitmètre (débit de 3 à 10 litres d'air / minute sous 3 bar de pression). Il est plus léger que le chalumeau autonome et il convient principalement pour les travaux d'atelier.



6 - Types de buses pour chalumeaux à air chaud

Il existe plusieurs types de buses pour chalumeaux électriques à air chaud :



[*]La buse ronde pour soudage pendulaire à la volée
[*]La buse rapide : Le fil de matière d'apport est chauffé à l'intérieur de la buse profilée. Le flux d'air chauffe la baguette et forme le joint des deux pièces à souder. Le fil est guidé à la main pour éviter l'étirage en cours de soudage. La vitesse de soudage est 2 à 4 fois supérieure au soudage à la volée. La pression de soudage est constante. Le profil des buses est adapté au profil des baguettes.



7 - Températures de chauffage des thermoplastiques

Valeurs indicatives pour le soudage à air chaud d'après document SIMONA :


Matériau Air l/min Température mesurée à la buse °C Vitesse de soudage en cm/min Vitesse de soudage en cm/min Vitesse de soudage en cm/min Vitesse de soudage en cm/min
Buse ronde Buse ronde Buse rapide Buse rapide
3 mm 4 mm 3 mm 4 mm
PE-HWU-HWST 60-70 300-340 10 à 15 env. 10 50 à 60 40 à 50
PE-HWU-B 60-70 300-340 10 à 15 env. 10 50 à 60 40 à 50
PE-HML 500 60-70 270-300 25 à 30 20 à 25


Matériau Air l/min Température mesurée à la buse °C Vitesse de soudage en cm/min Vitesse de soudage en cm/min Vitesse de soudage en cm/min Vitesse de soudage en cm/min
Buse ronde Buse ronde Buse rapide Buse rapide
3 mm 4 mm 3 mm 4 mm
PP-DWU-DWST 60-70 300-340 10 à 15 env. 10 50 à 60 40 à 50
PE-HWU-B 60-70 300-340 10 à 15 env. 10 50 à 60 40 à 50
PE-HML 500 60-70 270-300 25 à 30 20 à 25


Matériau Air l/min Température mesurée à la buse °C Vitesse de soudage en cm/min Vitesse de soudage en cm/min Vitesse de soudage en cm/min Vitesse de soudage en cm/min
Buse ronde Buse ronde Buse rapide Buse rapide
3 mm 4 mm 3 mm 4 mm
PP-DWU-DWST 60-70 280-320 env. 10 < 10 50 à 60 40 à 50
PP-DWU-B 60-70 280-320 env. 10 < 10 50 à 60 40 à 50
PP-S 60-70 280-320 env. 10 < 10 50 à 60 40 à 50


Matériau Air l/min Température mesurée à la buse °C Vitesse de soudage en cm/min Vitesse de soudage en cm/min Vitesse de soudage en cm/min Vitesse de soudage en cm/min
Buse ronde Buse ronde Buse rapide Buse rapide
3 mm 4 mm 3 mm 4 mm
PVC-MZ 50-60 360-380 15 à 20 env. 15 50 à 70 40 à 60
PVC-GLAS 50-60 350-360 15 à 20 env. 15 60 à 80 50 à 70
PVC-CAW 50-60 380-400 15 à 20 env. 15 60 à 80 50 à 70
PVC-COPLAST-AS 45-50 340-360 20 à 25 15 à 20 100 75
PVC-SIMOCEL-AS 45-50 340-360 20 à 25 15 à 20 100 75


Matériau Air l/min Température mesurée à la buse °C Vitesse de soudage en cm/min Vitesse de soudage en cm/min Vitesse de soudage en cm/min Vitesse de soudage en cm/min
Buse ronde Buse ronde Buse rapide Buse rapide
3 mm 4 mm 3 mm 4 mm
PVDF 60-70 360-400 10 à 15 env. 10 40 à 50 30 à 40


8 - Préparation de la soudure

Les chanfreins les plus utilisés sont le chanfrein en X et le chanfrein en V. La préparation est réalisée par rabotage avec des angles de chanfrein de 30° par plaque.
Le grattage superficiel des bords à souder et un dégraissage soigné sont recommandés avant toute opération de soudage.

9 - Défauts de soudure avec chalumeau électrique à air chaud

DÉFAUTS DE SOUDAGE CAUSES
Bourrelets discontinus - Mauvaise liaison - Absence de bourrelets Vitesse de soudage trop grande ou température trop basse ou association de deux matières plastiques différentes
Soudure irrégulière La baguette de matière d'apport est distendue ou étirée par une inclinaison avant ou arrière ou une pression irrégulière sur la baguette d'apport.
Soudure brûlée - Cloquage des bourrelets Vitesse de soudage trop lente ou température trop élevée ou la combinaison des deux causes
Déformation de la pièce soudée Mauvaise préparation de la pièce ou pièce restée sous tension lors du soudage
Manque d'épaisseur sur les côtés Le chanfrein est trop large ou trop profond

10 - Vos questions en relation avec cet article sur le forum du site

Vous avez la possibilité de poser vos différentes questions sur le forum technique de ce site.
Le lien du forum est le suivant :
Procédé de soudage des thermoplastiques

11 - Quelques liens Internet utiles (liste de liens non exhaustive)

http://www.cetim.fr/
http://www.georgefischer.co.uk/
http://www.institutdesoudure.com/
http://www.mecasonic.com/fr/
http://www.ppe.asso.fr
http://www.proteaux.fr/thermoplast.htm

12 - Vos commentaires et réactions sur cet article

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Par: Dominique ADMIN

Commentaires (3)

13/11/2012 10:07:15 - dan155
bonjour
est ce qu'il est possible de souder des plastique automobile , comment'
cordialement

13/11/2012 20:09:00 - Dominique ADMIN
Bonsoir,

Vous trouverez réponse à vos questions dans l'article technique ci-dessous :
http://www.soudeurs.com/site/reparation-par-soudage-de-matieres-plastiques-avec-le-chalumeau-electrique-589/

Cordialement,

12/03/2013 18:06:09 - JasawantCOSMEConsulting
Enfin des formations sur de la soudure de matière plastiques et haut de gamme à l'AFPMA de BOURG EN BRESSE.
Contactez Bernard MONIN
Chargé d' affaires Soudage
AFPI de l'Ain
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