SU1245442A1 - Способ стыковой сварки деталей из полимерных материалов - Google Patents

Description

Способ относитс  к области сварки пластмасс, а именно к способам сварки встык профильных изделий из термопластичных материалов, имеющих узкий интервал в зко-текучего состо ни  и низкую в зкость в этом состо Цель изобретени  - повышение проности сварного соединени  при сварк деталей из полиамида.

З казанна  цель достигаетс  за счет кратковременности нахождени  полиамида выше температуры плавлени и св занного с этим снижени  степен окислени  и разложени  расплава полиамида, а также за счет наличи  в зоне шва сдвиговых деформаций, нормальных плоскости стыка и св заной с этим интенсификации, процесса перемешивани  расплава.

На фиг. 1 изображен процесс стыковки деталей и подогрева зоны стыка; на фиг. 2 - ввод ультразвуковых колебаний; на фиг. 3 - формирующее устройство, продольный разрез; на фиг. 4 - то же, поперечный разрез.

Способ стыковой сварки деталей из полимерных материалов заключаетс  в следующем.

Сектора 1 и 2 издели  закрепл ют в неподвижном 3 и подвижном 4 зажимах соответственно и стыкуют с приложением усили  сварки таким образом , чтобы стык располагалс  посередине нагревателей 5 формирующего устройства, состо щего из двух разъемных полуформ-верхней 6 и нижней 7. Нагреватели 5 выполнены из нихромовой проволоки и размещены посередине полуформ в пазах по профилю издели .

Нагревател ми 5, подключенными к источнику питани , подогревают зону стьжа до высокоэластического состо ни  (фиг. и. Температуру нагрева контролируют термопарой или предварительно устанавливают на источнике напр жени , соответствующ ую температуре нагрева.

После разогрева полиамида в зоне стьжа до высокозластического состо ни  посредством ультразвукового инструмента 8 в зону стыка ввод т ультразвуковые колебани  (фиг. 2).

Дл  предотвращени  значительного прогиба сектора 2 и обеспечени  посто нного контакта излучающей поверхности ультразвукового инструмен

та 8 с поверхностью сектора 2 под инструментом 8 предварительно устанавливаетс  упруга  опора 9 из резины Дл:  обеспечени  большей площади контакта между инструментом и изделием излучающа  поверхность инструмента 8 имеет профиль свариваемого издели .

Ультразвуковые колебани  в зону стыка ввод т через одну из деталей, в частности, сектор 2, закрепленный в подвижном зажиме. Ввод ультразвуковых колебаний осуществл ют на рассто нии от стьжа, равном половине длины поперечной волны, тангенциально плоскости стыка. Под действием ультразвуковых колебаний происходит разогрев подогретого материала в зоне стыка до в зкотекучего состо ни  и интенсивное перемешивание расплава .

Гак как наибольшие потери ультразвуковой энергии происход т при высокоэластическом состо нии полиамида , то в зоне стыка после предварительного нагрева температура растет быстрее, чем на других участках , наход щихс  в нормальных услови х в стеклообразном состо нии.

При тангенциальном вводе ультра- зву:к:овьпк: колебаний перпендикул рными к плоскости стыка  вл ютс  поперечные колебани . Поперечные колебани  способствуют взаимному проникновению расплавов свариваемых кромок. Поэтому стьж рационально размещают на рассто нии от места ввода УЗ колебаний , равном поперечной волны, т.е.в местах максимальной амплитуды поперечных колебаний, где Л - длина волны, п - натуральное число.

Ввод ультразвуковых колебаний со стороны подвижного зажима позвол ет в процессе сварки при осадке деталей вводить в контакт с ультразвуковым инструментом новые холодные слои материалаJ в результате чего поддерживаютс  посто нн ми в процессе сварки услови  передачи ультразвуковой энергии и исключаетс  оплавление материала в месте ввода ультразвуковых колебаний.

Пример. Сваривали полиамид- ную манжету по МН5652-65 встьж из четьфех секторов. Сварку секторов осуществл ли в приспособлении ,обеспечивающем необходимьм диаметр манжеты . Ультразвукова  система состоит из генератора УЗГ-4М и преобразовател  IIMC-15. Ультразвуковой инструмент имеет коническую или ступенчатую форму.

Оптимальные режимы сварки были определены в результате предварительных исследований и испытаний образцов на раст жение по ГОСТ 11262-80.

В процессе исследований измен лис следующие параметры сварки:

температура предварительного нагрева Т 160 -

давление

Рассто ние от стыка до ультразву- кового инструмента S О - 40 мм.

Сварка образцов производилась при следующих посто нных параметрах сварки:

осадки 0,08-0,20 МПа

5

частота ультразвуковых колебаний f 20 кГц;

амплитуда колебаний А 35 - 40 мкм;

продолжительность ультразвуковых колебаний t y 1,0 - 1,5 с.

Прочность при испытании на раст жение основного материала сост-авила 3,95 кг/мм .

Наибольша  прочность сварного соединени  получаетс  при предваритель- зоны стыка

на

температуры плавлени  полиамида 610 и соответствует высокозластичес- кому состо нию полиамида; использовании давлени  осадки 0,12 МПа; вводе ультразвуковых колебаний на рассто нии от стыка 15 мм.

ном подогреве

туры 210-215°С, что

до темпера- 6-11 ниже

СЖ.

Фlлz.2

Фиг Ъ

Редактор А.Сабо

Составитель Н.Елисеева

Техред О.Сопко Корректор Е.Сирохман

Заказ 3947/9 Тираж 640Подписное

ВНШПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4

ФигМ

Claims (1)

1. СПОСОБ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий подогрев зоны стыка деталей,тангенциальный ввод в нее ультразвуковых колебаний, стыковку и сжатие деталей с приложением давления сварки, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сварного соединения при сварке деталей из полиамида, подогрев зоны стыка деталей осуществляют до достижения высокоэластического состояния полиамида, а ультразвуковые колебания в зону стыка вводят после ее подогрева через одну из деталей на расстоянии q от стыка, равном половине длины по- ® перечной волны,причем стыковку и сжатие деталей осуществляют перед подогревом зоны стыка.