Comment faire le soudage des matières plastiques

Tout comme pour les métaux, commençons tout d’abord par un aperçu sur les matières plastiques.

Les matières synthétiques sont destinées à remplacer progressivement la majeure partie des métaux utilisés dans de nombreuses fabrications.

Avantages

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Le grand avantage présenté par les produits de synthèse est qu’ils permettent les fabrications en grandes séries, ce qui, malgré la hausse constante de la main d’œuvre et des charges afférentes, amène à un abaissement du prix de revient de quantité de produits.

Outre tous les objets connus et quotidiennement utilisés, tels que : articles ménagers, jouets, tuyaux, articles en « simili », de nombreux autres produits sont actuellement réalisés en matières synthétiques à des prix extrêmement réduits.

Autre grand avantage des matières synthétiques : elles résistent généralement beaucoup mieux que les produits traditionnels à la majeure partie des agents agressifs.

Catégories générales des matières synthétiques

Couramment, on divise les matières plastiques en 2 grandes catégories :

  • les Polyéthylènes – P.E.
  • les Thermoplastiques – P.V.C.

Les Polyéthylènes – P.E.

Ce sont les matières formées par la polymérisation de l’éthylène (hydrocarbure produit par la déshydratation de l’alcool au moyen de l’acide sulfurique), c’est-à-dire la réunion en une seule molécule de plusieurs molécules d’éthylène.

Des tuyaux en polyéthylène

Des tuyaux en polyéthylène

Ce produit est peu altérable aux agents atmosphériques et possède un grand coefficient de dilatation : 0,24 mm par degré et par mètre. Il se dissout mal une fois durci.

Point de fusion selon sa concentration : entre 105 et 210°.

C’est cette matière qui est le plus communément utilisées pour :

  • les tuyauteries sanitaires
  • les emballages
  • les isolants électriques
  • les casiers à bouteille, etc.

Les Thermoplastiques – P.V.C.

Ou chlorures de Polyvinyle, sont généralement composés d’hydrogène et de carbone, produits par l’action de l’acide chlorhydrique sur l’acétylène.

Ils sont dissous par l’acétone, produit obtenu par la distillation du bois qui sert, entre autres, à fabriquer les colles destinées à souder les pellicules de photo, de cinéma et les bandes d’enregistreur.

Une vis en thermoplastique

Une vis en thermoplastique

Contrairement à celui du Polyéthylène, le coefficient de dilatation des thermoplastiques est relativement faible : 0,08 mm par degré et par mètre.

Point de fusion oscillant entre 250 et 400°.

Ses utilisations principales sont :

  • les articles ménagers pour utilisation à chaud
  • les revêtements de sol
  • les casiers à bouteilles
  • les disques incassables
  • les chaussures
  • certains matériaux de construction, etc.

Le soudage

La réalisation du soudage de ces différentes matières s’opère dans la plupart des cas de la même manière ; souvent, d’ailleurs, il sera très difficile de faire la différence entre elles, et plus spécialement lorsqu’on se trouvera en présence de produits réalisés depuis mes hydrocarbures qui peuvent être soit des Polyéthylènes, soit des P.V.C.

Heureusement à quelques petites différences près, ils se prêtent aux mêmes règles de soudage.

On compte 7 façons principales de soudages pour ces produits :

  • aux gaz chauds
  • sur sole chauffante
  • à impulsion
  • par friction
  • à haute fréquence
  • par dissolution
  • par ultra-sons

Soudage aux gaz chauds

On aura soin, si les lèvres des pièces à assembler présentent une certaine épaisseur, de chanfreiner à la meule, à la lime ou au couteau à chanfreiner les endroits où le joint doit être réalisé.

On évitera cependant de nettoyer les parties à unir avec un produit solvant, même si elles se présentent déjà en angle.

Pour effectuer le soudage proprement dit, spécialement pour les revêtements de sol ou les objets très rigides, on préchauffera les parties à joindre et on y appliquera ensuite, en la chauffant également, la matière d’apport.

Ce réchauffement se fera habituellement au moyen de chalumeau spécial pour les matières plastiques.

Naturellement, il ne s’agit de l’assemblage que de peu de matière, on pourra utiliser en prenant très attention aux points de fusion des matières, les appareils et chalumeaux servant aux autres travaux de soudage, en évitant toujours que la flamme soit en contact direct avec les pièces à unir.

Cette façon de procéder est à proscrire lorsqu’il s’agit du soudage de pièces quelque peu importantes.

On devra forcément faire l’acquisition d’un chalumeau spécial. Ce type de chalumeau, alimenté en chaleur par le courant électrique, s’appelle chalumeau à air chaud.

Pistolet pour chalumeau à air chaud

Pistolet pour chalumeau à air chaud

Une soufflerie incorporée dans l’appareil même pulse de l’air réchauffé par une résistance électrique insérée dans le manche. Un conduit creux amène cet air chaud jusqu’à la pièce à souder.

Le principe du réchauffement des matières et de la matière d’apport étant compris, il n’y aura plus, en fait que peu de différence entre ce mode de soudage et celui qu’on aura pratiqué pour les métaux.

Si les pièces à souder sont épaisses, on aura eu soin de les chanfreiner. On exécutera dès lors le soudage en plusieurs passes, en superposant les cordons de soudure, exactement comme pour la soudure à l’électricité.

Pour le premier cordon, on utilisera généralement une baguette plus mince que pour les suivants.

On aura également soin d’éviter toute traction sur la baguette de soudure de façon à éviter des fissurements dans le cordon.

Soudage sur sole sous pression

Une pièce plane ou concave est portée à température voulue, on y dépose la matière à souder, puis on y presse un élément chauffant qui assurera le réchauffement de la partie supérieure de la matière, la portant à l’état pâteux.

La pression sera maintenue suffisamment longtemps pour que le joint soit totalement fondu.

On écartera ensuite les éléments chauffants et le soudage sera complet lorsque le refroidissement de la matière aura provoqué une rétraction.

Cette façon de réaliser les soudages de matières plastiques est surtout utilisées pour les films de P.E.

Soudage à impulsion

Les pièces à souder sont soumises à l’action d’un courant électrique de forte intensité.

On utilise des électrodes métalliques raccordées à un transformateur haute-tension, qui produira le courant nécessaire pour leur réchauffement.

On pourra utiliser, à cet effet, le poste à souder électrique, mais au lieu de la prise de masse, on branchera une seconde électrode et on réalisera ainsi une espèce de soudure au point.

Soudage par dissolution

Pratiquement, on n’aura recours à ce type de soudage que pour les réparations de petits objets, de tuyaux n’ayant qu’une faible pression à supporter, de pots ou de bassins, fabriqués à base de chlorures de polyvinyl.

Dans un récipient de verre ou de métal, on mettra à dissoudre des rognures de P.V.C dans de l’acétone.

On aura soin de malaxer régulièrement le produit de façon à ce qu’il forme une pâte bien homogène et dépourvue d’impuretés.

On nettoiera consciencieusement les lèvres des parties à souder avec un couteau ou une lime ; on les enduira d’une fine couche d’acétone qu’on laissera évaporer ; puis on appliquera la pâte dans le joint en ayant soin d’y exercer une certaine pression avec la lame d’un couteau ou tout autre objet flexible.

Dès que la pâte sera totalement sèche, le soudage sera réalisé.

Machines à souder

Machine à souder pour plastique

Machine à souder pour plastique

Pour la réalisation des soudages industriels, on a toujours recours à l’emploi de machines automatiques qui permettent des soudages ultra-rapides et même des soudages en continu.

Actuellement, ces machines sont fréquemment utilisées pour le soudage des sacs et emballages en matières plastiques.

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