>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Учебное пособие

Сварка пластмасс

Технология ультразвуковой сварки мягких термопластов

При сварке мягких пластмасс (полиэтилен высокой и низкой плотности, полипропилен, пластифицированный поливинилхлорид и др.), характеризующихся низким модулем упругости и большим коэффициентом затухания УЗ колебаний, в основном используется контактная УЗС. Характерной особенностью УЗС этих материалов является значительное тепловыделение не только на границе раздела свариваемых материалов, но и в объемах, прилегающих к волноводу и опоре.

Это приводит к существенной деформации поверхностей свариваемых деталей, выражающейся во внедрении рабочего торца волновода в пластмассу с вытеснением пластифицированного материала, причем глубина внедрения может составлять более 50% от суммарной толщины деталей. Поэтому УЗС мягких пластмасс рекомендуется использовать для соединения по контуру, чаще с одновременным обрезанием материала, выступающего за внешний контур рабочего торца волновода.

Такие соединения широко применяются при изготовлении емкостей, контейнеров и труб, использующихся, как правило, для хранения пищевых продуктов, косметики или продуктов бытовой химии. Поэтому при разработке технологии сварки таких изделий из мягких пластмасс следует, в первую очередь, обращать внимание на влияние затариваемых продуктов на свариваемость или исключать их контакт при сварке со свариваемыми материалами. Наиболее типичными дефектами УЗС мягких пластмасс являются подрезы, непровары и свищи.

Подрезы образуются вследствие того, что при сварке торец волновода под действием сварочного давления внедряется в поверхностный слой, вытесняя размягченную прослойку. В результате в месте контакта волновода с деталью происходит утонение соединения. Место утонения является концентратором напряжений, поэтому при приложении небольшого внешнего усилия в нем происходит разрушение.

Утонение полимера в зоне сварного шва может являться причиной образования свищей.

Непровары при УЗС могут быть обусловлены также разнотолщинностью свариваемых изделий по периметру. В зависимости от вязкости жидкого продукта разнотолщинность допускается до 15%.

Специальная заточка рабочего торца волновода дает возможность избежать подрезов и свищей в зоне сварного шва, а также добиться уменьшения грата. Наиболее хорошее формирование и усиление шва достигается при использовании волновода с насечкой или накаткой на рабочей поверхности. Существенное влияние на качество сварного соединения оказывают форма и расположение опоры по отношению к волноводу. При изготовлении системы опора-волновод необходимо соблюдать соосность и параллельность рабочих поверхностей волновода и опорных стаканов.

УЗС с успехом применяется для сварки туб, заполненных пищевыми продуктами (плавленый сыр, сметана, сгущенное молоко и т.д.) или продуктами бытовой химии (кремы, шампуни, вазелин, клей и т.д.), шприц-тюбиков для одноразовой инъекции лекарственных растворов, синтетических тканей, искусственных кож и полимерных пленок.