Расчет магнитоупругого датчика контроля качества сварного соединения при ультразвуковой сварке пластмасс

Дан обзор существующих способов дозирования ультразвуковой энергии при соответствующей сварке. Рассмотрен способ ограничения продолжительности ультразвукового импульса, основанный на контроле энергетических параметров ультразвуковых колебаний, прошедших через свариваемое изделие и опору, на которой проводится сварка. Экспериментальные исследования подтвердили четкую взаимосвязь амплитуды колебаний опоры с нагревом образцов, их толщиной и свойствами. Такая взаимосвязь получила название кинетической характеристики. Ее использование для определения оптимальной продолжительности времени сварки позволяет стабилизировать качество сварных соединений. Кинетическая характеристика при ультразвуковой сварке определяется с помощью специального датчика-опоры. В статье приведена методика расчета магнитоупругого датчика для получения кинетических характеристик полимерных материалов. Согласно приведенным расчетам, спроектирован и изготовлен магнитоупругий датчик с рабочим элементом из никеля для измерения амплитуды колебаний опоры датчика, позволяющий определять кинетические характеристики полиэтилена, полиметилметакрилата и других полимерных материалов. Рассмотрен метод сопутствующего контроля по кинетической характеристике, используемый при разработке ультразвукового сварочного оборудования, что позволяет повысить точность измерения амплитуды колебаний рабочего торца волновода и опоры в процессе ультразвуковой сварки.

Литература

[1] Волков С.С. Сварка и склеивание полимерных материалов. Москва, Химия, 2001. 376 с.

[2] Волков С.С. Распределение мощности в ультразвуковой сварочной системе при сварке полимерных пленок. Сварочное производство, 2012, № 10, с. 42–46.

[3] Гладков Э.А. Управление процессами и оборудованием при сварке. Москва, Академия, 2006. 432 с.

[4] Кархин В.А. Тепловые процессы при сварке. Санкт-Петербург, Изд-во Политехнического университета, 2013. 646 с.

[5] Volkov S.S. The effect of conditions of ultrasound welding on the fracture force of non-woven materials. Welding International, 2005, № 19(6), pp. 484–489.

[6] Алешин Н.П., Чернышов Г.Г. Сварка. Резка. Контроль: справочник. В 2-х т. Москва, Машиностроение, 2004, т. 1, 624 с.

[7] Климов А.С., Герасимов А.А., Ануиборов Н.П., Гончаров М.С. Компьютерный комплекс для исследования и управления процессами сварки. Сварочное производство, 2006, № 8, с. 18–20.

[8] Маслов Б.Г. Неразрушающий контроль сварных соединений и изделий в машиностроении. Москва, Академия, 2008. 272 с.

[9] Volkov S.S., Chesnokov A.A., Garanin I.N. Relationship of the kinetic characteristic and strength of butt joints in the ultrasound welding of rigid plastics. Welding International, 2000, № 14(10), pp. 822–824.

[10] Volkov S.S., Orlov Yu.N., Garanin I.N. A magnetoelastic sensor for inspecting the quality of welded joints in ultrasound welding of plastics. Welding International, 2001, № 15(10), pp. 816–820.