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Soudure ultrason et découpe ultrason - Principe

 

Soudure ultrasons et découpe ultrasons - Principe de fonctionnement

Les ultrasons sont des vibrations mécaniques semblables à celles produites par n'importe quel instrument de musique. Ces vibrations sont appelées des ultrasons parce qu'elles sont à une fréquence supérieure aux capacités auditives de l'oreille humaine (supérieur à 16 kHz). Ces ondes de pression sont produites par un générateur.

 

Ce dernier envoie un courant alterné ayant la même fréquence que le convertisseur (ou transducteur) composé de céramiques piezo-électriques qui les transforme en vibrations mécaniques. Dans les ultrasons, une tension est envoyée sur la céramique et celle-ci "s'allonge" ou se "raccourcit" suivant la polarité de la tension. Une fois la vibration produite, elle est ensuite amplifiée et transmise aux pièces à souder par la sonotrode.

 

 

Ensemble de soudure ultrason


Le générateur convertit la fréquence électrique du réseau (50/60 Hz) en énergie électrique de haute fréquence correspondant, sur ce schéma, à 20 000 Hz.

 

Le convertisseur piezo-électrique (ou transducteur) transforme les 20 000 Hz électriques en vibrations mécaniques de même fréquence. L'énergie devient alors mécanique.

 

Le booster, ou modificateur d'amplitude, va augmenter ou réduire l'amplitude produite par le convertisseur.

Dernier élément de la chaîne acoustique, la sonotrode transmet l'énergie ultrasonore à la pièce à souder ou couper.

 

Sans-titre-1.jpgRetrouver dans notre rubrique Téléchargement nos documentations spécifiques à la soudure et découpe activées par ultrasons (composite, plastique, aéronautique, agroalimentaire, automobile, etc.)

Ensemble ultrasons.png

 

Soudure ultrason et découpe ultrason - Principe Physique

Comme pour les ondes électromagnétiques, on subdivise l'ensemble des ondes

sonores en différentes bandes :

 

Bandes de fréquences        -      Désignations
au-dessous de 20 Hz
20 Hz à 20 kHz

20 kHz à 10 GHz
20 kHz à 100 kHz
1 MHz à 15 Mhz
1 MHz à 15 MHz
au-dessus de 10 GHz

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Infrasons

Sons audibles

Ultrasons

Procédés industriels

diagnostic médical thérapie

Essais des métaux

Hypersons


Considérant les longueurs d'ondes des différentes bandes en utilisant la relation :

 

Longueur d'onde (m) = célérité des ondes sonores  c (m/s)
                                                             fréquence  f (Hz)

 

pour c = 340m/s (air). On obtient alors les résultats suivants :

 

 

Fréquence Longueur d'onde
20 Hz
1000 Hz
20 kHz
1 MHz
1 GHz

17m

0.33m

17mm

0.3mm

0.3um



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