ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Сварка токами высокой частоты и ультразвуком из "Технология переработки пластических масс" Сварка токами высокой частоты. Нагрев термопластов в высокочастотном поле происходит вследствие способности полярных групп макромолекул поляризоваться во внешнем электрическом поле. Как известно, в связях С—ОН, С—СООН, С—NH2, С—С1, С—Р электронная плотность распределена несимметрично, т. е. электронные орбитали смещены в сторону электроотрицательных атомов — кислорода, азота, хлора, фтора. На этих атомах как бы создается избыток отрицательного электричества, а на углероде — положительного. Связи приобретают полярный характер, а молекула—дипольный момент. Полимеры, содержащие полярные группы, называют полярными полимерами. К ним относятся поливинилхлорид, поливинили-денхлорид, полиамиды, полиакрилаты, эфиры целлюлозы и некоторые другие. Полиэтилен и политетрафторэтилен, в которых полярные связи расположены симметрично друг относительно друга, являются неполярными полимерами, так как дипольные моменты компенсируются. [c.443] При наложении на полярный полимер внешнего переменного электрического поля диполи непрерывно ориентируются в направлении внешнего поля, т. е. происходит их поляризация в направлении поля. Такая поляризация происходит с некоторым запаздыванием, связанным с преодолением межмолекулярных взаимодейсГвий. Энергия, затрачиваемая на преодоление внутреннего сопротивления при поляризации молекул в электрическом поле, преобразуется в тепловую энергию, вследствие чего температура полимера быстро повышается и он размягчается. На этом и основана высокочастотная сварка термопластов. [c.443] Различают три метода высокочастотной сварки термопластов прессовый, шовный и точечный. [c.443] При прессовом методе сварки свариваемые детали помещают между обкладками рабочего конденсато])а — электродами, один из которых или оба повторяют конфигурацию шва. При подаче напряжения на электроды они одновременно с нагревом обеспечивают также необходимое давление. Свариваемый материал при этом нагревается одновременно и равномерно, что обеспечивает стабильность его механических свойств. Прессовая сварка — наиболее универсальный метод сварки термопластов — применяется также для декоративной отделки изделий, нанесения аппликаций, клеймения. [c.443] Точечная сварка является разновидностью прессовой, от последней она отличается тем, что свариваемая площадь очень мала применяется преимущественно для прихватки заготовок под прессовую и шовную сварку. [c.444] Основные технологические параметры высокочастотной сварки—напряженность электрического поля, давление и продолжительность нагрева. Сварку пластмасс рекомендуется вести в диапазоне частот 10—100 МГц. С целью предупреждения пробоев целесообразно использовать верхнюю границу частот. Рабочее давление на сваривае.мые детали может меняться в широком интервале — от 0,1 до 10 МПа. Например, при сварке пластифицированного ПВХ оптимальное давление составляет 0,1—0,5 МПа, при сварке полиамидов — 0,7—2,0 МПа, прн сварке винипласта 2—5 МПа. Продолжительность сварки должна обеспечить разогрев. материала до температуры вязкотекучего состояния она составляет от долей секунды до нескольких секунд. [c.444] Современные сварочные машины для высокочастотной сварки пластмасс состоят из генератора тока высокой частоты, сварочных электродов, механизма привода электродов и рабочего стола. По принципу работы сварочные установки делятся на установки непрерывного и периодического действия. Первые, в свою очередь, гюдразделяются па роликовые и л е н т о ч и ы е, вторые — на р у ч н ы е, п е ренос ные и установки прессового типа (стационарные и передвижные). [c.444] Техническими параметрами сварочных высокочастотных установок являются установленная мощность электрооборудования, напряжение питающей сети, рабочая частота, толщина свариваемого материала и некоторые другие параметры. В нашей стране выпускается несколько моделей сварочных установок, кроме того, широкое применение нашли сварочные уста-)ювкн производства ГДР, ЧССР и ВНР. [c.444] Принципиальная схема ультразвуковой сварки пластмасс приведена на рнс. 14.8. [c.445] Способность пластмасс свариваться с помощью ультразвуковой сварки оценивается коэффициентом затухания который определяет долю энергии, подводимой к границе свариваемых материалов. Чем больше коэффициент р, тем большая часть ультразвуковых колебаний поглощается в объеме материала и тем меньше энергии будет подводиться к границе раздела свариваемых деталей, следовательно, тем меньшую толщину должны иметь свариваемые детали. [c.445] По характеру распределения механической энергии в свариваемом материале ультразвуковая сварка может быть разделена на контактную и передаточную. [c.445] При контактной ультразвуковой сварке передаваемая от волновода механическая энергия равномерно распределяется по всей поверхности контакта свариваемых деталей верхний торец волновода, передающий ультразвуковые колебания, имеет площадь поверхности и форму такие же, как и свариваемые детали. [c.445] При передаточной ультразвуковой сварке механические колебания вводятся в отдельной точке или на небольшом участке поверхности верхней детали. [c.445] По степени непрерывности процесса ультразвуковую сварку подразделяют на прессовую и непрерывную. [c.445] Прессовая сварка выполняется за одно рабочее движение волновода. По этой схеме выполняется как контактная, так и передаточная сварка. С помощью контакт1юй прессовой сварки можно получить точечные, прямолинейные и замкнутые швы различного контура, например в виде круга, прямоугольника, эллипса и т. д., в зависимости от формы рабочего торца волновода. [c.446] Непрерывная сварка позволяет получать непрерывные протяженные сварные швы за счет относительного пере.ме-щения вол1ювода и свариваемого изделия. Она используется, 1ля сварки изделий из пленки и синтетических тканей мешков, непромокаемой одежды, фильтров и т. д. [c.446] Технологическими параметрами ультразвуковой сварки являются амплитуда смещения конца рабочего ит1струмента, частота колебаний, давление на материал и продолжительность сваривания. Например, оптимальный режим сварки тонкостенных деталей из полистирола таков время сварки—1,2 с, амплитуда колебаний рабочего торца волновода — 25—30 мкм, усилие прижима — 50—100 Н. [c.446] Вернуться к основной статье