Влияние материала и геометрической формы волноводов на процесс ультразвуковой сварки пластмасс

Дано краткое описание основных элементов машин для ультразвуковой сварки пластмасс. Приведены основные материалы, из которых изготавливают элементы ультразвуковых волноводных колебательных систем. Рассмотрена связь амплитуды колебаний свариваемого материала с соотношением волновых сопротивлений материала изделия и геометрией волновода-инструмента при ультразвуковой сварке пластмасс. Показано, что при ультразвуковой сварке пластмассовых изделий большой толщины целесообразно применять волноводы из алюминиевых сплавов с рабочим торцом диаметром 15 мм. Установлено, что чем ближе акустические характеристики материалов волновода и пластмасс, тем полнее передача ультразвуковой энергии при ее переходе через границу раздела двух связываемых полимерных материалов. Для оценки распределения амплитуд колебаний в свариваемом материале удобнее использовать коэффициент пропускания, который снижается с уменьшением его волнового сопротивления. Выявлено, что размеры рабочего торца волновода определяются чаще всего свойствами, габаритными размерами и геометрией свариваемого изделия. Применение установленных рекомендаций по выбору материала и размеров рабочего торца волновода позволит повысить технологическую надежность процесса ультразвуковой сварки пластмасс и улучшить качество выпускаемой продукции.

Литература

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

[2] Волков С.С., Неровный В.М., Ремизов А.Л. Влияние акустической мощности сварочного узла на свариваемость пластмасс при ультразвуковой сварке. Сварка и диагностика, 2017, № 5, с. 25–29.

[3] Волков С.С., Малолетков А.В. Технология ультразвуковой сварки изделий круглой формы из АБС — пластика. Сварка и диагностика, 2016, № 1, с. 37–40.

[4] Volkov S.S. Ultrasound welding of brush elements. Welding International, 2012, vol. 26(10), pp. 796–799, doi: 10.1080/09507116.2011.653164

[5] Volkov S.S., Shestel L.A., Sokolov V.A. Ultrasonic welding of polyamide sealing gaskets using infrared radiation. Welding International, 2012, vol. 30(2), pp. 150–154, doi: 10.1080/ 09507116.2015.1036535

[6] Volkov S.S. Joining thermoplastics with metallic and non-metallic materials. Welding International, 2013, vol. 27(1), pp. 163–166, doi: 10.1080/09507116.2012.695551

[7] Volkov S.S. Effect of dimensions of the gap between the edges on the strength of ultrasound welded joints in rigid plastics. Welding International, 2008, vol. 17(6), pp. 482–486, doi: 10.1533/ wint.2003.3154

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

[9] Volkov S.S. Main welding parameters of ultrasound contour welding of polyethylene vessels. Welding International, 2011, vol. 25(11), pp. 898–902, doi: 10.1080/09507116.2011.581433

[10] Гладков Э.А., Бродягин В.Н., Перковский Р.А. Автоматизация сварочных процессов. Москва, Изд-во МГТУ им. Баумана, 2017. 426 с.

[11] 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.

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

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