Исследование особенностей тепловых и деформационных процессов при ультразвуковой сварке АБС-пластика

Рассмотрены основные характеристики АБС-пластика, а также его сварка ультразвуком, осуществляемая за счет тепла без разогрева всей толщины материала, что позволяет получать сварные соединения большой толщины. Описан механизм образования сварного соединения при ультразвуковой сварке АБС-пластика. Показано, что выделение тепла на свариваемых поверхностях происходит за счет внутреннего трения. Установлено, что при определенном сочетании режимов в процессе ультразвуковой сварки АБС-пластика скорость деформирования при больших давлениях может оказаться выше, чем при малых, что обусловлено конкуренцией четырех факторов: температуры, сварочного статического давления, концентрации энергии на свариваемых поверхностях и отрыва волновода от поверхности свариваемого материала. Определено, что для сварки АБС-пластика необходимо использовать так называемые мягкие режимы ультразвуковой сварки с малыми статическими давлениями и амплитудой колебания рабочего торца волновода. В этом случае сварное соединение достигается только за счет распределения микронеровностей без образования вмятин от волновода на поверхности свариваемого материала. Для определения температур и скорости их нарастания в сварном шве применены термопары со спаем весьма малых размеров. В результате проведенных исследований повышена производительность ультразвуковой сварки АБС-пластика с обеспечением необходимой прочности сварных соединений.

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., Бигус Г.А. Влияние физико-механических свойств при ультразвуковой сварке разнородных пластмасс на процесс теплообразования. Технология машиностроения, 2016, № 2, с. 34–39.

[4] Volkov S.S., Shestel L.A., Sokolov V.A. Heated tool ultrasonic welding of elastic containers produced from fluoroplastic film. Welding International, 2016, vol. 30(6), pp. 492–496.

[5] Volkov S.S., Shestel L.A., Sokolov V.A. Ultrasonic welding of polyamide sealing gaskets using infrared radiation. Welding International, 2016, vol. 30(2), pp. 150–154.

[6] Volkov S.S. Ultrasound control welding of polymer packages containing food products. Welding International, 2009, vol. 23(3), pp. 213–218.

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

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

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

[10] Макаров Э.Л., Якушин Б.Ф. Теория свариваемости сталей и сплавов. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2014. 487 с.