Ballon solaire:   assemblage, soudage

 
 

Assemblage de panneaux.

Il existe plusieurs méthodes d'assemblage des panneaux:  ruban adhésif, soudage au fer chaud, soudage à air chaud. Toutes ces méthodes demandent un tour de main particulier.

L'assemblage à l'adhésif  est délicat pour ne pas provoquer de bulles sous l'adhésif, ne pas se fixer au mauvais endroit, etc.
Attention aux qualités d'adhésifs et de film support.
En fait, très peu d'adhésifs résistent à la chaleur. La surface du film PEHD noir peut atteindre 70°C en surface et l'air interne 50° au voisinage du film. En pratique un assemblage de panneaux est impossible à envisager au ruban adhésif.
Cet assemblage servira pour l'ouverture basse et le cercle de charge qui dont la température s'élève très peu.
 
Le soudage au fer chaud demande une panne particulière et une excellente maîtrise de la vitesse d'avance du fer. Une panne à roulette semble idéale, mais je n'ai pas testé.
C'est la méthode la plus utilisée pour les lignes courbes.
Le soudage à air chaud est tolérant
 
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Un chalumeau à décaper et/ou à souder ayant un réglage de température convient, et si possible avec réglage de débit d'air
 
Un banc de soudage est nécessaire pour faire le soudage à air chaud. Il existe différentes manières de disposer les films à souder et de les presser entre deux pièces généralement en bois. Après avoir essayé ceux dont j'avais la description, j'ai optimisé par essais le montage décrit ci-contre .
 
S'entraîner pour régler la puissance et le débit du chalumeau et sa vitesse d'avance. Eviter toute chauffe trop brutale.
 Pour réaliser les soudures la température de l'air soufflé est de 220 °C et 250 °C  pour les réparations.
 

 

Banc de soudage à air chaud

Ce banc optimise la facilité de mise en place, la pression sans jeu entre les mors, la maîtrise de la soudure et sa qualité.

Il se compose d'une plaque d'isorel 40 x 120 cm pour protéger la table sur lequel il repose. Sur une cornière en alu 15x27x1,5 mm posée à cheval vient ensuite, débordant de 2 cm la cornière, est placée une seconde plaque isorel 20 x100 cm . Sur elle sont disposés les deux films à assembler. Une plaque isorel 60 x 120 cm les recouvre. Avec une planche (voir ci-dessous) on presse l'ensemble pour ne laisser aucun jeu entre les deux films, Des profils du bord des plaques ou arrondis ou avec des changements de direction sont possibles. J'utilise l'extrémité à angle droit pour les changements de direction de soudure.

Positionnement.
Il existe plusieurs variantes.
Le film dépasse de 6 à 10 mm entre deux plaques d'isorel posées à plat et parfaitement plaquées l'une contre l'autre sans aucun jour. Sinon l'air chaud s'engouffre dans l'interstice et le film se rétracte avant d'être soudé.
J'ai trouvé que la soudure se fait mieux avec deux plaques d'épaisseur 2,4 mm plutôt qu'en épaisseur de 3,2 mm.
Placer contre le film PEHD les surfaces isorel de même nature.
 
Appui
Une planche verticale 3 x 14 cm bien rectiligne décalée à ~2 cm du bord permet de fortement presser les deux plaques l'une contre l'autre. Cela empêche aussi d''envoyer de l'air chaud sur le film en arrière de la zone soudée. Elle est assez haute pour ne pas se brûler la main qui la maintient.
  
La rétraction et le retrait provoquent des plis au voisinage de la soudure.
 
 
Le retrait des soudures
 
Le soudage à chaud et notamment le soudage à air chaud provoquent un retrait longitudinal du plastique. Ce bourrelet après soudage a l'avantage de donner un peu de rigidité et de solidité locale, mais il ne faut cependant pas en abuser. Plus le bourrelet est important et plus il y a de retrait.
Un léger étirage après soudage évite quelques plis.
 
Les plaques isorel ont une face glacée et l'autre lisse mais plus rugueuse que la face glacée. Je me suis rendu compte que lorsque le film est inséré entre une face glacée et une face lisse, il y a un glissement d'un film par rapport à l'autre, et sur une longueur de 2,4 m il y avait une différence de ~5cm.
 

 

Épaisseur de film?
 
Une des questions que je me posais est l'épaisseur du film. Pour le moment j'ai utilisé du film plastique bleu ciel d'épaisseur 13µ dont je dispose facilement et le film PEHD noir de 20µ.
 
.En épaisseur 12µ ce n'est pas si facile de faire de bonnes soudures sans le bon réglage.
En épaisseur 20µ c'est relativement plus facile.
 
Je songe à faire des ballons de petites dimensions avec du film noir de 10µ car il est moitié plus léger que du film 20µ, mais le soudage risque d'être moins évident..
Réprise de soudure
 
Bien entendu, rien n'est parfait et j'ai dû remédier à quelques réparations.
Le montage est le même qu'en soudure initiale. La difficulté est qu'à cause du retrait, les soudures ne sont pas rectilignes mais ont une forme courbe.
Repérage de la zone avec du ruban jaune peu adhésif et report de la zone à chauffer avec des clips sur la plaque de protection.
 
Il ne faut pas non plus qu'un endroit de la soudure soit placé entre les plaques car il y aurait du jeu au voisinage ce qui serait dommageable par retrait et par rétractation à chaud du film.
Pour réussir les réparations, j'utilise la plaque isorel de dessus sur sa largeur.
 
La zone à réparer dépasse progressivement jusqu'à 5 à 8 mm afin d'avoir un peu de matière du film en épaisseur initiale. Sans ce dépassement la soudure de réparation ne se fait pas. Il semble que 5mm soit une largeur nécessaire pour permettre la rétractation du film et son ramollissement suffisant pour que la soudure se fasse.
 
 
En fin de soudage j'insiste un peu plus en revenant sur la zone avec le chalumeau pour assurer un bon ramollissement de la totalité du cordon  
La soudure terminée, la zone réparée accuse une rétractation plus forte que la zone initiale avoisinante, mais la réparation est assurée.