La soudure Haute Fréquence

Foire aux questions sur la soudure haute frequence (hf)

L’assemblage de pièces ou éléments en matériaux plastiques, en utilisant des technologies permettant de les souder, est uniquement réalisable pour les thermoplastiques. Ce sont principalement des plastiques souples qui peuvent être ainsi assemblés en utilisant un certain nombre de méthodes dont la soudure haute fréquence ou radiofréquence ainsi que la soudure par ultrasons.

Comment fonctionne la soudure Haute Fréquence ?

Ce procédé permet d’assembler différentes couches ou plusieurs pièces de thermoplastiques à l’aide d’un champ électromagnétique. Le principe est le suivant : une tension HF entraîne le chauffage des différentes pièces qui y sont soumises. La chaleur émise entraîne la fusion des différents matériaux sous pression et leur intégration l’un à l’autre. Après refroidissement avec maintien sous pression de la surface ainsi modifiée, la couture réalisée est au moins aussi solide que les surfaces proches.

La mise en application se fait au moyen de machines à souder haute fréquence structurées selon le principe suivant :

un générateur de champ électrique haute fréquence en général de 27,12 MHz,
une presse pneumatique permettant d’assurer le maintien sous pression des pièces à assembler,
des électrodes qui créent un champ électrique à haute fréquence faisant ainsi vibrer les molécules afin d’échauffer les matériaux,
un banc de soudage qui assure le maintien en place des pièces à souder.

Quels matériaux sont adaptés à la soudure haute fréquence ?

S’il est techniquement possible, sous certaines conditions, de souder du métal par hautes fréquences, le procédé de soudure HF est généralement utilisé pour l’assemblage de matières plastiques. Plus précisément, elle concerne uniquement les thermoplastiques, la seule catégorie des plastiques qui sont déformables lorsque l’on les chauffe. Cependant, même certains thermoplastiques ne peuvent être soudés avec cette méthode, tels le polyéthylène (PE) et le polypropylène (PP).

La gamme des dérivés du polychlorure de vinyle (PVC), le polyuréthane (PU) et les polyamides (PA) sont les plastiques pour lesquels les soudures par hautes fréquences les plus utilisées. Ces thermoplastiques sont utilisés pour la fabrication de nombreux objets usuels :

porte-revues et protège-cahiers,
blisters et emballages plastiques,
bâches et toiles de différentes dimensions
etc…

Quelle est la différence entre le soudage par ultrasons et par hautes fréquences ?

Ces deux technologies sont utilisées pour l’assemblage de thermoplastiques et fonctionnent sur le même principe : l’échauffement de la matière du centre vers la périphérie par vibration des molécules. Cela entraîne une fusion rapide des zones de contact des éléments à souder avec un résultat propre et net, avant même le travail de ponçage du matériau. La principale différence est liée à la façon dont se produit l’échauffement de la matière. En effet le soudage par ultrasons est basé sur l’utilisation d’un courant électrique à une fréquence de 20 à 70 kHz) qui fait osciller une pièce métallique appelée sonotrode. Ces oscillements permettent de transmettre les vibrations par contact direct avec la surface du plastique. Cette technologie ne peut être utilisée que pour des thermoplastiques ayant des températures de fusion relativement basses. Son usage pour souder des plastiques a température élevée nécessiterait de très nombreuses et très rapides oscillations qui risqueraient de détériorer la presse. A contrario, la machine à souder par hautes fréquences est capable de créer un champ électromagnétique de fréquence élevée (de l’ordre de 27,12 MHz). Elle est dotée pour cela d’un générateur se présentant sous la forme d’une électrode émettant un courant électrique puissant générant un effet diélectrique sur les matériaux à assembler. Cela permet de transmettre les vibrations sans contact direct avec ceux-ci et limite donc les répercussions sur la soudeuse. Ce processus est utilisable pour une large gamme de thermoplastiques en raison de la capacité de production et de transmission d’énergie conséquente par le matériel en fonction.

Quels sont les avantages de la soudure Haute Fréquence ?

La soudure HF est très utilisée pour les assemblages de plastique car elle représente d’indéniables avantages :

La précision : la soudure haute fréquence est propre et nette, grâce à la possibilité de ne chauffer que les zones de contact des objets à assembler.
Le travail sur mesure : tout type de forme est envisageable pour la liaison de 2 pièces ou 2 composants. Certains modèles de machine permet d’effectuer des soudures de grands formats (pour affiches publicitaires, bâches de camion, voiles…).
L’assemblage de plastiques différents : le chauffage rapide et puissant permet d’associer des plastiques de natures différentes.
La vitesse et le rythme : la presse à souder HF permet d’accroître le cycle de production grâce à ses cadences élevées.
La solidité de la jonction : grâce au mode chauffage la liaison est plus forte à l’intérieur du matériau qu »à l’extérieur, sans changement après le refroidissement

Quels sont les dangers potentiels de la soudure Haute Fréquence ?

Le principe de base de la soudure HF est l’utilisation d’ondes électromagnétiques d’une fréquence de 27 MégaHertz. Cela provoque un rayonnement à proximité de la soudeuse, qui peut avoir des conséquences néfastes à long terme sur les personnes travaillant à proximité. En effet, en cas d’exposition à long terme à ce type de rayonnements, des vertiges et nausées peuvent se produire, parallèlement avec une augmentation de la température corporelle. Afin de palier ces risques sanitaires il existe différentes dispositions pour protéger des rayonnements autour de l’appareil. Ainsi l’aluminium peut faire fonction d’absorbeur d’ondes, sous forme de caissons comme sous forme de blindage du générateur. La chaleur dissipée par le rayonnement pourra également être en partie absorbée par l’aluminium. Comme pour tous les travaux avec des équipements industriels des incidents peuvent se produire en cas de mauvais usage d’une soudeuse HF. Durant un cycle classique de soudage, le danger de brûlure est écarté, car la matière première qui est soumise à échauffement par la machine n’est pas accessible à un personnel ou à un visiteur, avant refroidissement.