33. Сварка термопластов ультразвуком. Основная схема сварочного оборудования. Основные параметры. Примеры применения.

Сварка пластмасс ультразвуком относится к способам сварки с использованием механической энергии и давления.

Основными досто­инствами ультразвуковой сварки (УЗС) пластмасс являются:

• воз­можность выполнения соединений в труднодоступных местах;

• возможность получения неразъемного соединения при сварке же­стких пластмасс на большом удалении от точки ввода ультразву­ковой энергии;

• возможность сварки по поверхностям, загрязнен­ным различными продуктами;

• локальное выделение тепла в зоне сварки, что исключает перегрев пластмассы (как это имеет место при сварке нагретым инструментом, нагретыми газами и т.д.);

• бы­строта нагрева материала до температуры вязкотекучего состояния.

Способ ультразвуковой сварки пластмасс заключается в сле­дующем (рис.36). Электрические колебания ультразвуковой частоты (18-50 кГц), вырабатываемые генератором, преобразуются в механи­ческие продольные колебания магнитострикционного преобра­зователя 2, вводятся в свариваемый материал 5 с помощью про­дольно-колеблющегося инструмента-волновода 4, расположенного перпендикулярно свариваемым поверхностям. Часть энергии механических колебаний переходит в тепловую, что приводит к нагреву зоны контакта соединяемых деталей до тем­пературы вязкотекучего состояния. Надлежащие условия ввода механиче­ских колебаний и создание тесного контакта свариваемых деталей, распо­ложенных на опоре 6, обеспечиваются статическим давлением Р_СТ рабочего торца волновода на свариваемые дета­ли. Это давление способствует также концентрации энергии в зоне соедине­ния. Динамическое усилие F, возникаю­щее в результате воздействия колеблю­щегося волновода, приводит к нагреву свариваемого материала, а действие статического давления Р_СТ обеспечивает получение прочного сварного соедине­ния. Механические колебания и дав­ление в этом случае действуют вдоль одной линии: перпендикулярно к сва­риваемым поверхностям.

• Рис. 36. Ультразвуковая сварка с нормальным вводом колебаний. а – схема установки, б – эпюра амплитуды смещения колебательной системы, в – расположение векторов усилий; 1 – корпус преобразователя, 2 – преобразователь с обмоткой, 3 – трансформатор упругих колебаний, 4 – волновод, 5 – свариваемые детали, 6 – опора

• Такая схема ввода энергии применяется для ульт­развуковой сварки пластмасс, в отличие от сварки металлов, когда механические коле­бания действуют в плоскости соединяемых поверхностей, а давление прикладывается перпендикулярно к ним. Подвод энергии от волновода может быть односторонним и двусторонним.

34. Сварка термопластов трением. Основные разновидности. Основные параметры. Примеры применения.

Сварка трением основана на превращении механической энергии трения в тепловую энергию. Поскольку пластмассы об­ладают низкой теплопроводностью, от зоны контакта деталей, подвергающихся трению, отводится незначительное количество тепла, поэтому нагрев их происходит быстро. Различают сварку трением путем вращения соединяемых деталей и сварку путем колебательных движений – вибротрением. Сварку трением вращения применяют при соединении деталей, имеющих форму тел вращения. Вибротрением можно сваривать несимметричные де­лали практически любой конфигурации. Процесс состоит из двух стадий: нагрева и осадки.

На стадии нагрева детали приводят в соприкосновение друг с другом за счет приложения давления и осуществляют их взаимное перемещение. В начале процесса за счет действия давления и высоких скоростей перемещения трущихся тел происходит разрушение микронеровностей в зоне контакта. Затем разруша­ется поверхностные пленки и во взаимодействие вступают чис­тые поверхности. Это приводит не только к заметному выделению тепла, но и к образованию очагов схватывания. В конце процесса устанавливается равномерный режим нагрева и оплавления, со­провождающийся адгезией по всей трущейся поверхности.

С варка трением может применяться практически для всех термопластов: полиолефинов, полиамидов, полиметилметакрилата, полистирола и др.

Сварка трением обладает рядом важных преимуществ: высо­кой производительностью, малым потреблением энергии и мощности, высоким качеством сварного соединения, стабильно­стью качества сварных соединений, возможностью сварки раз­нородных пластмасс, гигиеничностью процесса, простотой кон­струкций оборудования.

Основными технологическими параметрами режима сварки трением на ста­дии нагрева и на стадии осадки, как и при сварке нагретым ин­струментом, являются: частота вращения (число оборотов в единицу времени), усилие прижатия деталей в процессе трения (усилие оплавления), время трения (время нагрева) и усилие осадки (рис. 47).

Рис. 47. Характер изменения параметров режима сварки трением вращения некото­рых термопластов:

1 – полиамид 66, 2 – полиметилметакрилат, 3 – винипласт, М_КР – крутящий момент, V_ОП – скорость оплавления, V_ТР – скорость трения, Р_ОП –осевое давление (давление оплавления)

35. Сущность процесса склеивания. Особенности, достоинства и недостатки. Отличие процесса склеивания от сварки и пайки.

недостатки. Примеры применения.

СКЛЕИВАНИЕ, метод получения неразъемного соединения (клеевого соединения) деталей, основанный на адгезии клеевой прослойки и склеиваемого материала. Клеевая прослойка формируется из клея (см. Клеи неорганические, Клеи природные, Клеи синтетические, Резиновые клеи)путем заполнения им зазора между соединяемыми деталями и образует самостоят. фазу. Если имеет место (напр., вследствие диффузии клея) непрерывный структурный переход между Соединяемыми материалами, то правильнее говорить не о склеивании, а о сварке. Помимо адгезии прочность клеевого соединения определяется когезией клеевой прослойки и соединяемого материала, а также конструкцией соединит. шва.

Склеивание позволяет соединять разнородные материалы, сохраняя их структуру и св-ва, объединять большие пов-сти (в т. ч. сложной формы и в труднодоступных местах), придает конструкции повыш. трещиностойкость по сравнению с монолитной, экономит энергию (по сравнению со сваркой). Недостатки склеивания: значит. продолжительность рабочего цикла, особенно в случае использования реактивного клея, необходимость применения многооперац. технологии, рост технол. затрат при повыш. требованиях к качеству соединения, высокая трудоемкость подготовит. операций.