Учебное пособие

Сварка пластмасс

       

Передача энергии в зону сварки

По характеру передачи энергии к границе раздела и распределения её по свариваемым поверхностям ультразвуковая сварка может быть разделена на контактную и передаточную. Возможность передачи механической энергии к зоне сварки зависит от упругих свойств и коэффициента затухания колебаний в свариваемых материалах.

Контактная ультразвуковая сварка. Если полимерный материал характеризуется низким модулем упругости и большим коэффициентом затухания, то сварное соединение можно получить лишь на малом удалении от плоскости ввода колебаний.

Контактная УЗС обычно применяется для соединения изделий из мягких и полужестких пластмасс, таких как полиэтилен, полипропилен, а также пленок и синтетических тканей небольшой толщины – от 0,02 до 5 мм. При сварке этим способом обычно применяют соединения внахлестку (рис.7.7). Так как плоскость контакта волновод – полимер располагается на незначительном расстоянии от плоскости раздела свариваемых материалов, определяемом толщиной верхней детали, контактную ультразвуковую сварку иногда называют «ближней».

Рис.7.7. Схемы контактной ультразвуковой сварки: а – прессовая; б – возможная форма рабочего торца волновода при прессовой сварке; в – шовная; 1 – волновод; 2 – свариваемые детали; 3 – опора

Передаточная ультразвуковая сварка. Если полимерный материал обладает высоким модулем упругости и низким коэффициентом затухания, то сварное соединение можно получить на значительном удалении от поверхности ввода механических колебаний. Благодаря хорошим акустическим свойствам материала изделия энергия УЗ волны незначительно ослабляется при прохождении через деталь, контактирующую с волноводом, к границе раздела свариваемых деталей. Тепловыделение на границе раздела в этом случае зависит от конфигурации изделия, а площадь сварки значительно отличается от площади рабочего торца волновода. Сварка по такой схеме называется передаточной ультразвуковой сваркой. Передаточную сварку рекомендуется применять для соединения объемных деталей из жестких пластмасс, таких как полистирол, полиметилметакрилат и др., наиболее рационально выполнение таким способом соединений встык или втавр (рис.7.8).

Рис.7.8. Схема передаточной ультразвуковой сварки: 1 – волновод; 2 – свариваемое изделие

При передаточной сварке волновод желательно располагать по оси симметрии свариваемого изделия. Удаление поверхности ввода механических колебаний от плоскости раздела свариваемых деталей зависит от упругих свойств материала и может достигать от 10 до 250 мм. Поэтому передаточную сварку иногда называют «дальней» или «дистанционной ».

Повышение эффективности передачи энергии и расширение технологических возможностей процесса может быть достигнуто охлаждением сваривамых деталей до температуры стеклования полимера (или несколько ниже), что позволяет повысить модуль упругости и уменьшить коэффициент затухания свариваемого материала. Охлаждение свариваемых деталей целесообразно лишь в области, лежащей между зоной сварки и рабочим торцом волновода.

Охлаждение позволяет в отдельных случаях осуществлять передаточную сварку таких материалов, как полипропилен, полиэтилен и другие, уменьшать потребляемую мощность сварочного оборудования и устранять дефекты, вызываемые перегревом деталей вне зоны сварки.

 

 

 

Top.Mail.Ru
Top.Mail.Ru