Le soudage par ultrasons de métaux

Le soudage métallique est une technique utilisée dans les secteurs de l’automobile et de l’électronique pour la fabrication de batteries, de raccords de câbles, etc. Dans le soudage métallique, les métaux sont soudés sous haute température par exemple. On distingue le soudage à l’arc en atmosphère active (MAG) du soudage à l’arc en atmosphère inerte (MIG). Les gaz actifs forment une liaison avec le métal, contrairement aux gaz inertes.

Le soudage par ultrasons en revanche utilise des ondes ultrasons pour assembler les métaux. Le soudage par ultrasons de métaux est un processus de soudage froid, étant donné que très peu de chaleur est générée en dehors du point de soudure. Des ondes sonores à haute fréquence sont introduites en ce point sur les pièces à souder.Des outils précis permettent de garantir une qualité uniforme dans chaque procédure de soudage et d’obtenir à coup sûr des résultats reproductibles. 

Le soudage des métaux par ultrasons offre un certain nombre d’avantages par rapport aux méthodes de soudage traditionnelles telles que le soudage à l’arc sous gaz (GMAW) :

• Ultra-rapide : l’ensemble de la procédure ne dure que quelques fractions de seconde.
• Précis : le soudage par ultrasons est ultra-précis. Un grand nombre de paramètres de soudage garantissent des résultats précis et reproductibles. Ce critère revêt une importance particulièrement capitale dans le cadre du soudage de petites pièces métalliques, p. ex. dans les batteries.
• Rentable : le soudage par ultrasons ne nécessite pas de matières auxiliaires comme p. ex. du plomb à souder.
• Écologique : le soudage par ultrasons consomme très peu d’énergie et n’exige aucun produit chimique.
• Caractéristique : le soudage par ultrasons garantit un haut niveau de résistance mécanique et une excellente conductivité électrique aux points d’assemblage. 
• Doux : le soudage par ultrasons n’altère ni ne déforme les métaux en dehors du point de soudure.
• Sûr : le soudage par ultrasons ne génère ni étincelles ni fumées.

Le générateur délivre une fréquence élevée. Cette fréquence est alors transformée en vibrations mécaniques dans le convertisseur. L’amplificateur modifie l’amplitude des vibrations. La sonotrode peut également le faire. Sa mission principale consiste à introduire l’énergie ultrasons dans la pièce à souder supérieure à l’horizontale. Les ultrasons mettent alors cette pièce en mouvement tandis que l’enclume maintient la pièce à souder inférieure en place. Un frottement est généré. Les pointes rugueuses du métal sont alors éliminées, la couche (d’oxyde) supérieure est fracturée et le métal est déformé plastiquement. À présent, les pièces à souder peuvent être assemblées sans fusion. Cette méthode est parfaite pour souder des métaux fins, des films et des conducteurs.

Le processus de soudage par ultrasons des métaux veille à ce que les matériaux se déforment plastiquement de sorte que les molécules des deux couches finissent par se mélanger. Ce type de soudage par vibrations veille à ce que les matériaux entrent en mouvement de sorte que les différentes couches se mélangent. Une fois l’outillage retiré, il en résulte une seule et unique pièce solide, et non pas deux pièces séparées, grâce aux molécules qui ont été contraintes de se mélanger et de former de nouveaux liens les unes avec les autres. Par ailleurs, la création de ce type de soudage métallique froid exige bien moins d’énergie qu’un système de soudage traditionnel, avec, qui plus est, une soudure au final plus solide. Pour toutes ces raisons et bien d’autres, le soudage par ultrasons peut être la solution idéale pour un grand nombre d’applications d’assemblage.

Le soudage par ultrasons est utilisé dans une multitude d’industries et de secteurs :