Comme pour les métaux, commençons par un aperçu des plastiques.
Les plastiques montent en puissance dans l’industrie, au point de s’imposer progressivement face aux métaux chez de nombreux fabricants.
Réalisation des objets en plastique
Le véritable atout des matériaux synthétiques réside dans leur capacité à rendre la production de masse accessible. Même si le coût de la main-d’œuvre grimpe, le prix final, lui, dégringole grâce à l’effet volume.
Des objets familiers, vaisselle, jouets, conduits, accessoires « d’imitation », sont aujourd’hui fabriqués en matériaux synthétiques à des tarifs qui défient toute concurrence. Et la liste s’allonge sans cesse.
Autre avantage de taille : face à la majorité des agents chimiques agressifs, les plastiques tiennent nettement mieux le choc que bien des matériaux traditionnels.
Les grandes familles de plastiques
Pour s’y retrouver, on divise généralement les plastiques en deux groupes majeurs :
- Polyéthylènes (PE)
- Thermoplastiques (PVC)
Polyéthylènes, PE
Ces matériaux résultent de la polymérisation de l’éthylène, un hydrocarbure obtenu, entre autres, par la déshydratation de l’alcool à l’acide sulfurique. En clair : plusieurs molécules d’éthylène fusionnent pour n’en former qu’une seule, bien plus grande.
Tuyaux en polyéthylène
Ce plastique se montre peu sensible aux variations climatiques, mais présente un coefficient de dilatation élevé : pour chaque mètre, il s’allonge de 0,24 mm à chaque degré gagné. Une fois solidifié, il ne se dissout plus facilement.
Selon sa pureté, son point de fusion varie entre 105 °C et 210 °C.
Dans la pratique, on retrouve le PE dans de nombreux contextes :
- installations sanitaires
- tuyauterie et emballages
- isolateurs électriques
- porte-bouteilles, etc.
Thermoplastiques, PVC
Le polychlorure de vinyle, plus connu sous l’acronyme PVC, se compose principalement d’hydrogène et de carbone. Il naît de la réaction entre l’acide chlorhydrique et l’acétylène.
L’acétone, issue de la distillation du bois, agit ici comme solvant. On l’utilise pour fabriquer des colles dédiées au soudage de films photos, de bandes magnétiques, voire de cassettes audio.
Vis thermoplastique
Contrairement au PE, le PVC affiche un coefficient de dilatation modéré : seulement 0,08 mm par degré et par mètre.
Sa température de fusion s’étend entre 250 °C et 400 °C.
Voici quelques applications courantes du PVC :
- articles ménagers conçus pour supporter la chaleur
- revêtements de sol
- porte-bouteilles
- vitres incassables
- chaussures
- certains matériaux de construction, etc.
Techniques de soudage du plastique
Qu’il s’agisse de PE ou de PVC, la méthode de soudage reste globalement identique. Distinguer précisément la nature du plastique n’est pas toujours évident, d’autant que leur composition à base d’hydrocarbures peut prêter à confusion.
Heureusement, les mêmes principes s’appliquent pour la plupart des opérations.
Voici les principales techniques de soudure utilisées pour assembler ces matériaux :
- au gaz chaud
- par chauffage à plat
- à impulsion
- par friction
- par radiofréquence
- par dissolution
- par ultrasons
Soudage au gaz chaud
Lorsque les bords des pièces à assembler affichent une certaine épaisseur, il faut impérativement chanfreiner les zones à connecter à l’aide d’une meule, d’une lime ou d’un outil adapté.
Évitez d’utiliser des solvants pour nettoyer les pièces, même si elles ont déjà été inclinées.
Pour assembler proprement des éléments rigides, revêtements de sol, objets massifs,, il faut d’abord préchauffer les pièces, puis ajouter le matériau de remplissage, également à chaud.
Cette chauffe se fait à l’aide d’un chalumeau spécifique pour plastique.
Pour les petits assemblages, il est possible d’utiliser les outils de soudure classiques, à condition de respecter les points de fusion et de ne jamais diriger la flamme directement sur le plastique.
Ce procédé n’est toutefois pas adapté pour souder de grandes pièces. Pour ces situations, mieux vaut investir dans un chalumeau dédié. Ce modèle, alimenté électriquement, porte aussi le nom de brûleur à air chaud.
Pistolet torche à air chaud
L’appareil contient un ventilateur qui pulse de l’air chauffé par une résistance électrique, le tout envoyé via un canal creux vers la zone à souder.
Le principe : en chauffant à la fois le matériau de base et celui de remplissage, on obtient un résultat proche des techniques utilisées sur les métaux.
Pour les pièces épaisses, il faut répéter l’opération et superposer plusieurs cordons de soudure, comme en soudage à l’arc. La première passe se réalise généralement avec une baguette plus fine.
On veille aussi à ne pas exercer de tension sur le fil de soudure, afin d’éviter tout risque de fissure.
Soudage par chauffage à plat
Dans cette méthode, une surface plane ou légèrement creuse est portée à la bonne température. Le plastique à assembler est posé dessus, puis un élément chauffant vient presser l’ensemble jusqu’à ramollir le matériau.
La pression se maintient jusqu’à fusion complète. Une fois les éléments chauffants retirés, le soudage se termine dès que le plastique refroidit et se rétracte.
Cette technique s’emploie surtout avec les films en PE.
Soudage par impulsion
Les pièces à assembler sont soumises à un courant électrique intense.
Des électrodes métalliques, reliées à un transformateur haute tension, génèrent la chaleur nécessaire.
On peut utiliser un poste à souder électrique, en remplaçant la mise à la terre par une deuxième électrode pour réaliser un soudage par points.
Soudage par dissolution
Dans les faits, cette méthode sert principalement à réparer de petits objets, des conduites basse pression ou encore des bacs en PVC.
On dissout des chutes de PVC dans de l’acétone, à l’intérieur d’un récipient en métal ou en verre.
Des précautions sont prises pour garantir un mélange homogène, dépourvu d’impuretés.
Les bords des pièces sont soigneusement préparés, puis enduits d’une fine couche d’acétone pour favoriser l’adhérence. La pâte obtenue est déposée sur la zone à souder, en exerçant une légère pression avec une lame souple.
Dès que la pâte a complètement séché, la soudure est achevée.
Machines à souder le plastique
Machine à souder pour plastique
Pour des travaux en série, l’industrie s’appuie sur des machines automatiques capables de souder rapidement, parfois même de façon continue.
On les retrouve notamment pour la fermeture de sacs ou d’emballages plastiques. Difficile d’imaginer la logistique moderne sans ces alliées silencieuses : elles scellent, elles fixent, elles accélèrent le rythme. Et derrière chaque soudure, un peu plus de solidité pour nos objets du quotidien.
