ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ультразвуковая сварка из "Способы соединения деталей из пластических масс" Сущность способа [112, 136, с. 209] заключается в преобразовании энергии механических ультразвуковых колебаний (частота 15—50 кГц) в тепло, под действием которого происходит переход материала в вязкотекучее состояние или активирование химической реакции в зоне контакта соединяемых поверхностей. [c.193] При сварке пластмасс с помощью ультразвука направление действия механических колебаний и давления совпадают [264]. [c.193] Схемы соединения деталей сваркой с помощью ультразвука показаны на рис. У.Ю. Сварка происходит в момент подачи ТВЧ от ультразвукового генератора на обмотку вибратора 1, выполненного из магнитострикци-онного или пьезокерамического материалов. Продольные высокочастотные механические колебания, возникающие в нем на основе магнитострикционного или пьезоэлектрического эффектов, передаются через волновод 5 и инструмент 3 в зону шва. [c.193] В результате трения при сдвиговых колебаниях поверхностей от поперечных волн и внутреннего трения. Основной причиной нагревания деталей является трение между поверхностями причем поверхность, находящаяся со стороны инструмента, нагревается сильнее. [c.194] Пленки из полиэтилентерефталата и полиамидов можно сваривать с помощью ультразвука при температурах, меньших Гт. Это позволило предположить, что под воздействием ультразвука в микрообъемах происходит механическая деструкция полимера, способствующая его течению лри более низких температурах. Однако не исключена возможность мгновенного и локального нагревания материала в зоне шва до Гт. [c.194] В некоторых работах [181, 265] доказано образование химических связей между соединяемыми поверхностями при ультразвуковой сварке термопластов. На образовании химических связей между функциональными группами полимеров основана ультразвуковая сварка -отвержденных реактопластов [59, 190]. [c.194] Особенностями сварки с помощью ультразвука являются 1) локальное выделение тепла в зоне шва, а следовательно, высокая скорость сварки и незначительные изменения свойств материала 2) возможность соединения загрязненных поверхностей, так как все инородные частицы удаляются из зоны шва благодаря сдвиговым колебаниям 3) возможность подвода энергии на значительном расстоянии от места сварки, что позволяет сваривать детали большой толщины и в труднодоступных местах (второй электрод при этом не требуется) 4) возможность, сварки различных пластмасс, а также механизации и автоматизации процесса 5) экономичность и чистота производства. [c.195] Одним из недостатков ультразвуковой сварки является опасность повреждения свариваемой детали инструментом. [c.195] В зависимости от способа подведения энергии в зону шва ультразвуковую сварку подразделяют на контактную (см. рис. У.Ю,а), при которой место ввода ультразвука отстоит от соединяемых поверхностей не болёе чем на 5 мм, и дистанционную (см. рис. У.Ю,б), при которой место контакта инструмента удалено от зоны шва на расстояние до 250 мм. [c.195] Дистанционная сварка применима лишь для термопластов, у которых модуль упругости 2-Ю МПа. Детали из мягких пластмасс (модуль упругости 2-10 МДа) толщиной 0,2—1,0 мм лучше сваривать контактным методом. [c.195] По способности соединяться сваркой с помощью ультразвука термопласты подразделяют на три группы хорошо сваривающиеся — полистирол, полиметилметакрилат, сополимер АБС, непластифицированный поливинилхлорид (твердость по Шору не ниже 90), полисульфон, лаполненный стекловолокном полиамид, поликарбонат, полиацеталь условно сваривающиеся — полиамиды 11, 12 и 6,6, ацетат целлюлозы, пластифицированный поливинилхлорид не сваривающиеся — политетрафторэтилен, фторсополимеры. [c.195] Ультразвуковую сварку можно вести одновременно по всему контуру шва (контурная сварка), при шаговом или непрерывном перемещении материала или инструмента. При контурной сварке одним инструментом можно получить шов в виде прямоугольника с периметром 200—240 мм или круглый шов диаметром до 120 мм. При толщине детали больше 2 мм, габариты которой превышают 12X12X12 см, применяют несколько инструментов или сварку ведут шаговым методом. При непрерывной сварке нижнюю опору под деталью заменяют на ролик или сварку осуществляют с помощью скользящего инструмента. [c.196] Возможности ультразвуковой сварки были расщире-ны в результате разработки метода соединения плит толщиной до 8 мм при этом наконечник инструмента проходит сквозь верхнюю деталь и на /2 толщины входит в нижнюю [268], а размягченный материал перетекает в )адиальном направлений в зазор между поверхностями. 1ри ультразвуковой сварке удалось увеличить размеры получаемого за один прием щва при переходе на частоту 10 кГц [269]. [c.197] Оптимальный режим сварки с помощью ультразвука, зависящий от свариваемого материала, размеров и формы деталей, конструкции установки и других факторов, определяется в каждом конкретном случае экспериментально. Для большинства пластмасс оптимальная амплитуда колебаний составляет 20— 40 мкм, продолжительность сварки 1—9 с, давление 1,0—4,0 МПа (для жестких) или 0,5—2,0 МПа (для мягких пластмасс). [c.197] Промежуточное положение между сваркой ультразвуком и прессовой посадкой занимает способ соединения с помощью штифтов [130] (рис. V. 12, а), вводимых в отверстие детали с натягом, и способ соединения двух деталей с натягом (рис. V. 12,6) при действии в обоих случаях на материал ультразвука в зоне сопрягаемых участков. [c.198] Ультразвуковую сварку наиболее эффективно применять в крупносерийном и массовом производствах (в автомобильной промышленности, электротехнике, фотокинотехнике, для изготовления изделий бытовой техники, тары и упаковки и т. д. [137, с. 56]). [c.198] Вернуться к основной статье