Распределение температур и оценка прочности по ширине стыкового сварного шва при ультразвуковой сварке пластмасс

Рассмотрены принципы уменьшения прочности стыковых сварных соединений со стенками толщиной более 5 мм, выполненных ультразвуковой сваркой. Установлено, что на снижение относительной прочности стыковых соединений из жестких пластмасс при увеличении свариваемых толщин существенно влияют значения температур и характер их распределения по ширине соединения, а также анизотропия механических свойств материала шва. Для повышения тепловыделения в зоне сварки предложен способ ультразвуковой сварки, основанный на последовательно-ступенчатой концентрации энергии ультразвуковых колебаний, особой конструкции сварного соединения и разделке кромок, что увеличивает прочность этого соединения. Приведен механизм формообразования шва при таком способе сварки. Установлено, что при толщине образцов более 6 мм одной из причин падения прочности стыковых соединений является недостаточная температура расплава полимерного материала на расстоянии более 3 мм от центра поверхности разделки кромок по V-образной схеме. Выявлено влияние температур на прочность стыковых соединений по ширине сварного шва. Определены оптимальные параметры режима ультразвуковой сварки.

Литература

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

[2] Волков С.С. Ультразвуковая стыковая сварка жестких пластмасс. Сварочное производство, 2011, № 9, с. 15–20.

[3] Волков С.С., Неровный В.М., Станкевич И.В. Влияние геометрии поверхности разделки кромок на свариваемость жестких пластмасс. Сварка и диагностика, 2018, № 1, с. 11–14.

[4] Волков С.С. Влияние разделки кромок на свариваемость пластмасс при ультразвуковой сварке. Сварочное производство, 2013, № 4, c. 24–27.

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

[6] Volkov S.S. Main welding parameters of ultrasound contour welding of polyethylene vessels. Welding international, 2011, no. 25(11), pp. 898–902.

[7] Volkov S.S. Ultrasonic butt welding of rigid plastics. Welding international, 2013, vol. 27(3), pp. 63–66.

[8] Volkov S.S. Ultrasound welding of synthetic fabric for technical purposes. Welding international, 2009, vol. 23(10), pp. 193–197.

[9] 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, no. 15(10), pp. 816–820.

[10] Volkov S.S. Ultrasound welding of brush elements. Welding international, 2012, no. 26(10), pp. 796–799.

[11] Алешин Н.П., Чернышов Г.Г., ред. Сварка. Резка. Контроль: справочник. В 2 т. Т. 1. Москва, Машиностроение, 2004. 624 с.

[12] Маслов Б.Г., Выборнов А.П. Производство сварных конструкций. Москва, Академия, 2015. 288 с.

[13] Неровный В.М., ред. Теория сварочных процессов. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 752 с.