>>> Перейти на полный размер сайта >>>

Учебное пособие

Сварка пластмасс

       

Концентрация энергии механических колебаний в зоне сварки

Передача энергии механических колебаний в зону сварки является необходимым, но не достаточным условием образования сварного соединения. Практика показывает, что при УЗС образцов из материалов с хорошими акустическими свойствами, но с плоской поверхностью контакта и при равномерном распределении статического давления получить сварное соединение оказывается трудно, а порой и просто невозможно. Сварка в этом случае осуществляется не по всей поверхности, а лишь в отдельных точках или небольших зонах поверхности.

Установлено, что развитие и образование сварного соединения зависит от степени концентрации напряжений в зоне сварки и может быть интенсифицировано за счет создания искусственных концентраторов напряжений. Наиболее распространенным способом сварки с использованием искусственных концентраторов является сварка с разделкой кромок, причем лучшие результаты получают, когда одна из деталей имеет V-образный выступ. В зависимости от режима процесса и угла разделки сварка может протекать с преимущественным оплавлением выступа или с преимущественным внедрением его в другую деталь.

Соединения, выполненные с преимущественным оплавлением, нашли применение при изготовлении изделий, которые в процессе эксплуатации подвергаются значительным нагрузкам, таких как бачки, шаровые емкости и т.п. Соединения, полученные с преимущественным внедрением V-образного выступа в деталь, используются при изготовлении декоративных изделий, сувениров, корпусов приборов бытовой техники и т.п., так как они характеризуются минимальным гратообразованием.

Другой путь повышения концентрации энергии на стыкуемых поверхностях заключается во введении между ними мягких прокладок с худшими акустическими характеристиками, но совместимых с основным материалом. Концентрация напряжений может быть достигнута также при увеличении шероховатости контактирующих поверхностей. Для повышения качества соединения деталей с плоскими поверхностями между последними равномерно насыпают крошку из того же полимерного материала. Частицы полимера, создавая микрозоны повышенного механического напряжения, способствуют возникновению очагов повышенной температуры и обеспечивают тем самым высококачественное соединение.

Повышение тепловыделения в зоне сварки может быть достигнуто с помощью локального подогрева зоны сварки. Местное повышение температуры локализует зону нагрева и увеличивает производительность процесса сварки. Оптимальная температура подогрева зависит от материала свариваемых деталей и составляет примерно 50-100 °С.

В некоторых случаях может быть полезен комбинированный способ сварки с нагревом соединяемых поверхностей и охлаждением свариваемых деталей в области контакта с волноводом. Изменение температурного поля в направлении передачи механических колебаний от излучателя к свариваемым поверхностям существенно перестраивает температурный режим сварки, увеличивает производительность процесса и устраняет перегрев материала в зоне контакта с волноводом.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru