Учебники по популярным профессиям
на asv0825.ru

>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Учебное пособие

Сварка пластмасс

       

Устройство некоторых сварочных машин и установок

Стационарная универсальная сварочная машина модели УПМ-21, разработанная в МГТУ им. Н.Э. Баумана, предназначена для контактной и передаточной ультразвуковой сварки сложных изделий из полистирола различных марок и других пластмасс, а также для запрессовки в них металлической арматуры. Машина УПМ-21 (рис.7.16) состоит из станины 3 со столом 15, на котором установлена стойка 14. По направляющим стойки 14 перемещается суппорт 13 с закрепленным на ней установочным кронштейном 12, в котором крепится сварочный узел 10.

В состав сварочного узла входит волновод 9, соединяемый с трансформатором упругих колебаний резьбовой шпилькой. Перемещение суппорта 13 осуществляется нажатием педали 1. Педаль и суппорт связаны тягами 2 и 8. Для возвращения сварочного узла в верхнее положение служат пружина 18 и противовес 17.

Рис.7.16. Конструктивная схема сварочной машины УПМ-21: 1 – педаль; 2, 8 – тяги; 3 – станина; 4 – регулирующий винт; 5 – механизм давления; 6 – концевой выключатель; 7 – пружинная опора; 9 – волновод-инструмент; 10 – сварочный узел (акустическая система); 11 – шланги для подвода охлаждающей воды; 12 – крон- штейн; 13 – суппорт; 14 – стойка; 15 – стол; 16 – штуцер; 17 – противовес; 18 – пружина; 19 – клеммная коробка

Изделие, предварительно уложенное в кондуктор, располагается на столе 15 (на пружинной опоре 7). При нажатии педали 1 опускается кронштейн 12, преобразователь и волновод 9, в результате чего изделие зажимается между волноводом и опорой. Давление регулируется со стороны опорного столаопоры винтом 4. В момент зажатия изделия включается ультразвук и производится сварка.

Коммутирующие элементы обеспечивают включение и выключение ультразвуковых колебаний в ручном режиме с помощью кнопки, установленной на генераторе, и в автоматическом режиме - с помощью концевого выключателя 6, установленного под рабочим столом. Охлаждение водяное. После незначительных конструктивных изменений машину можно применять для двусторонней сварки.

В машине используются сменные волноводы (ножевые, контурные или точечные) в зависимости от формы свариваемых изделий и характера сварки. Время сварки одного изделия от 0,1 до 10 с. Усилие прижима до 500 Н. Максимальное расстояние между рабочим торцом волновода и опорой до 200 мм. В комплекте с машиной УПМ-21 возможно применение ультразвуковых генераторов типа УЗГ 5-1,6/22 и УЗГ 3-0,4, габаритные размеры машины 530x740x1300, масса 85 кг.

Универсальная стационарная сварочная машина типа МТУ-1,5-ЗУ4 разработана ВНИИЭСО и серийно выпускается Калининградским заводом "Электросварка". Она предназначена для точечной и контурной ультразвуковой сварки изделий из полимерных материалов. На машине можно получать нахлесточные, тавровые и угловые соединения изделий различной конфигурации из полистирола, полиамидов, капрона, полиметилметакрилата, полиэтилена.

Машина состоит из сварочного устройства и источника питания - ультразвукового генератора УЗГ 5-1,6/22 или УЗГ 13-1,6.

Рис.7.17. Конструктивная схема сварочной машины МТУ-1,5-ЗУ4: 1 – стойка; 2 – реле давления воды; 3 – регулятор давления; 4 – регулятор цикла сварки; 5 – пружина; 6 – сварочный узел; 7 – кронштейн; 8 – волновод; 9 – опора; 10 – кнопка аварийного отключения; 11 – кнопка включения

Сварочное устройство (рис.7.17) крепится на сварной стойке 1, на верхнем кронштейне которой в направляющих перемещается Г-образный кронштейн. На переднем конце кронштейна находится сварочный узел 6. Кронштейн соединен со штоком пневмоцилиндра, корпус которого закреплен на вертикальной стенке кронштейна стойки 1.

На машине предусмотрено плавное регулирование расстояния по высоте (на 200 мм) между сменным волноводом 8 сварочного узла и сменной опорой 9, предназначенной для установки свариваемых деталей. Вылет акустического узла 300 мм. Две пружины 5 предназначены для компенсации веса подвижных частей. На верхней плоскости стола установлены регулятор цикла сварки 4 и панель 3 с кнопками управления манометром и воздушным редуктором Внутри вертикальной части стойки установлено реле 2 давления воды в системе охлаждения.

Электрическое устройство включает в себя регулятор цикла сварки и элементы, обеспечивающие включение, выключение, сигнализацию и защиту сварочного устройства. Регулятор цикла сварки обеспечивает автоматическое управление машиной по следующему циклу: опускание сварочного узла; включение и выключение ультразвуковых колебаний; дополнительное сжатие и выдержка изделия под давлением без действия ультразвуковых колебаний; подъем сварочного узла.

В машине предусмотрена возможность работы по сложной циклограмме приложения сварочного (от 80 до 400 Н) и проковочного усилия с увеличением последнего после окончания воздействия ультразвуковых колебаний от 160 до 800 Н или с выдержкой свариваемых деталей под давлением, равным сварочному. Мощность преобразователя 1,5 кВт, частота 22 кГц; материал - пермендюр; охлаждение водяное; привод механизма давления пневматический; время сварки регулируется от 0,1 до 10 с; масса машины (с генератором) 445 кг. Специализированная стационарная сварочная машина типа УПК-15М1, разработанная в МГТУ им. Н.Э. Баумана, предназначена для сварки емкостей из полиэтилена (рис.7.18). Сварочная операция по всему контуру изделия осуществляется за одно движение волновода. Применение контурного волновода диаметром 110 мм позволяет производить надежную герметизацию изделия за 2-6 с при толщине изделия от 0,4 до 1,5 мм. Машина предназначена для выпуска крупных серий продукции при работе в неблагоприятных условиях (попадание на установку воды и агрессивных сред). Машина многопозиционная, имеет один вертикально перемещающийся сварочный узел и поворотный стол с шестью гнездами-опорами.

Машина УПК-15М1 работает следующим образом. Коробки из полимера, наполненные пищевыми продуктами и закрытые крышками, вручную укладываются в стаканы 7 поворотного стола 8. При повороте стола на 60° толкатель 2 сходит с выступа кулачка 1, в результате чего опускается кронштейн 3 со сварочным узлом 5, который с определенной силой (регулируемой подвижной пружиной 4) зажимает коробку между волноводом и стаканом. В момент зажатия коробки включается ультразвук и производится сварка изделия. Поворот стола осуществляется с помощью мальтийского креста. Во время сварки, когда стол неподвижен, кулачок продолжает вращаться; при подходе выступа к толкателю 2 последний поднимает сварочный узел 5; стол 8 поворачивается в следующую позицию, а сваренная коробка снимается с машины толкателем 9. Регулирование положения сварочного узла 6 выполняется шестью винтами, расположенными в кронштейне под ним. При помощи этих винтов удается обеспечить точное и быстрое регулирование параллельности поверхности контурного волновода 6 и поверхности опорных стаканов 7.

Рис. 7.18. Устройство сварочной машины типа УПК.-15М1: 1 – выступ кулачка; 2, 9 – толкатели; 3 – кронштейн; 4 – пружины; 5 – сварочный узел (акустическая система); 6 – волновод-инструмент; 7 – опорный стакан; 8 – поворотный стол

В целях стабилизации механических свойств сварного шва выбран способ отключения ультразвукового импульса по заданной деформации или по остаточной толщине сварного шва. Мощность преобразователя 2,5 кВт; частота 19,5 кГц; материал – пермендюр; статическое усилие прижима от 10 до 700 Н; производительность до 7800 изделий в смену; генератор УЗГ 3-4М. Стационарная полуавтоматическая машина модели УПШ-12, разработанная в МГТУ им. Н.Э. Баумана, предназначена для сварки синтетических тканей из лавсанового, полипропиленового и капронового волокон толщиной от 100 до 1000 мкм (рис.7.19). Особенность машины УПШ-12 состоит в том, что для повышения прочности сварного соединения за волноводом установлен прокатывающий ролик, укрепленный на кронштейне станины. Вследствие того, что ткани имеют большую теплоемкость и малый коэффициент теплоотдачи, сварной шов подходит к ролику ещё не остывшим, поэтому прокатка происходит при повышенной температуре. В результате прокатки прочность сварного соединения повышается на 4-5% по сравнению с прочностью сварного шва, полученного без прокатки. Предусмотрено регулирование положения прокатывающего ролика в зависимости от толщины свариваемой ткани, что позволяет при сварке прокатывать ткань с различной силой прижима. Установочный винт служит для регулирования зазора между торцом волновода и опорой от 0 до 5 мм. Установка УПШ-12 комплектуется никелевым преобразователем мощностью 0,4 кВт с частотой 22 кГц, работающим от ультразвукового генератора УЗГ 3-04. При использовании генератора малой мощности (20 Вт) в машине может быть использован ферритовый преобразователь с воздушным охлаждением. Скорость перемещения ткани до 0,07 м/с; статическое усилие прижима до 300 Н.

Рис. 7.19. Устройство сварочной машины модели УПШ-12: 1 – преобразователь; 2 – трансформатор упругих колебании; 3 – волновод-инструмент; 4 – рабочий стол; 5 – роликовая опора; 6 – протягивающие ролики; 7 – прокатывающий ролик; 8 – сварочный узел; 9 – установочный винт; 10 – подвижная суппорт; 11 – станина

Переносная установка РУСУ-44-250 предназначена для точечной сварки полистирола, запрессовки крепежной металлической арматуры в детали из термопластов и проведения клепки пластмассовыми заклепками при использовании волноводов определенной формы. Установку можно использовать для сварки и резки пленочных материалов и синтетических тканей. Установка состоит из сварочного пистолета и генератора, выполненного на мощных транзисторах. Акустическая система сварочного пистолета работает на двух дисковых преобразователях из высокоэффективной пьезокерамики ЦБТС-17. В сварочном пистолете используется несколько типов волноводов, выполненных из титановых сплавов. Охлаждение системы - естественное. Мощность генератора 250 Вт; частота 44 кГц; амплитуда колебаний волновода 35-45 мкм; масса пистолета 1,5 кг; размеры генератора 380x320x180 мм.

Сварочный ультразвуковой пресс модели УЗПК-12 — новая разработка фирмы ООО "ПУТЕК" (Украина). Пресс УЗПК-12 (рис.7.20) позволяет сваривать детали из пластмасс периметром до 400 мм. Конфигурация свариваемых деталей однозначно определяет тип и размеры соответствующего инструмента - волновода и сварочной опоры для фиксации детали на сварочном столе. Установка позволяет выполнять также и другие технологические операции: закладывание металлических деталей в пластмассовую основу, клепку и резку полимерных материалов. Главное отличие новой модели — возможность изменения параметров сварки (время/энергия, давление сварки) на протяжении сварочного импульса. Необходимость в этом может возникнуть при выборе технологических режимов в зависимости от материалов и конструкции свариваемых изделий.

Рис.7.20. Сварочный ультразвуковой пресс УЗПК-12

Установка укомплектована источником питания с процессорным управлением и простым интерфейсом с десятью ячейками памяти для сохранения параметров технологических режимов сварки.

Являясь в Украине официальным дистрибьютором швейцарской фирмы Telsonic Ultrasonics, ООО "ПУТЕК" предлагает на российском рынке продукцию и этой фирмы, среди которой и ручной инструмент для сварки «Handy Star» (рис.7.21, а).

Рис.7.21. Ручной инструмент для сварки «Handy Star» (а) и волноводы с различной рабочей поверхностью (б)

Handy Star - универсальный инструмент для ультразвуковой сварки, прихватки, клепки пластмасс, а также интенсификации процесса полимеризации термореактивных клеев при креплении разнообразных деталей к несущим конструкциям. На рис.7.21, б представлены волноводы с различной рабочей поверхностью.

ООО "Ультразвуковая техника - ИНЛАБ" разрабатывает, изготавливает и поставляет оборудование для ультразвуковой сварки и резки пластмасс, армирования пластмасс металлами, развальцовки заклепок из полимеров. Ультразвуковой сварочный пресс ИЛ100-7 этой фирмы предназначен для ультразвуковой контактной сварки изделий из термопластичных полимеров.

Рис.7.22. Различные комплектации ультразвукового сварочного пресса ИЛ100-7

Ультразвуковой сварочный пресс ИЛ100-7 выпускается в различной комплектации (рис.7.22): - УЗ сварочный пресс для встраивания в технологические линии (рис.7.20, а), - УЗ сварочная установка (рис.7.20, б), - настольная сварочная машина (рис.7.20, в).

Рис.7.22. Различные комплектации ультразвукового сварочного пресса ИЛ100-7

Сварочные волноводы разрабатываются и изготавливаются под конкретную конфигурацию сварочного шва.

Мощность машин может быть от 400 Вт до 4 кВт.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru