Интернет журнал о промышленности и технологиях
Сварка полимерных материалов
Опубликовано: 06.09.2018
Изготовление пластмассовых конструкций менее трудо- и энергоёмко, легко перерабатывается в изделие различными способами, приобретая нужный цвет, фактуру и не требующее механической обработки.
Семинар по технологии сварки листовых полимерных материалов 15-16 марта 2016 года.
Пластмассы во многих случаях заменяют металл, бетон, дерево - при этом:
Уменьшается масса изделия; Снижаются транспортные расходы.Общие понятия о полимерах
Полимеры это высокомолекулярные вещества, макромолекулы которых состоят из большого числа повторяющихся малых структурных элементов - звеньев, являющихся мономерами.
Пластмассы - это материалы, состоящие из полимеров и определённых добавок.
Добавки могут иметь полимерную и мономерную природу, и могут находиться в газообразном, жидком и твёрдом состояниях.
Виды добавок и их назначение:
Стабилизаторы: термостаты; антиоксиданты. Пластификаторы: улучшают технологические и эксплуатационные свойства полимеров. Наполнители: способствуют увеличению прочности, улучшению диэлектрических свойств, уменьшению расхода полимера.Физические состояния полимеров:
стеклообразное; высокоэластичное; вязкотекучее.Переход из одного состояния в другое совершается в некотором диапазоне температур.
Средняя температура диапазона называется температурой перехода.
Температура стеклования [Тc] это температура перехода из эластичного состояния в стеклообразное.
Температура текучести [Тт] это температура перехода из эластичного состояния в вязкотекучее.
Выше Тт происходит "истинное течение полимера"
При температуре разрушения полимера (температура деструкции) [Тp] (Тp>>Тт) происходит реакция обратная реакции полимеризации.
Сущность процесса сварки полимеров:
а) 1 - Контакт, 2 - Нагрев;
б) 1 - Нагрев, 2 - Контакт;
в) Контакт и нагрев одновременно.
Последовательность образования соединения:
1. Подвод тепла и преобразование энергии, осуществляющей активацию поверхности:
газом; нагретым инструментом; нагретым присадочным материалом; индукционным нагревом; энергии УЗК, ТВЧ.2. Взаимодействие активированных свариваемых поверхностей изделия при контакте их друг с другом (образование контакта) в процессе сдавливания их доведенных до вязкотекучего состояния.
3. Формирование надмолекулярной структуры.
Сварка пластмасс нагретым газом
Основные технологические параметры
Температура и расход газа; Материал, диаметр и форма сечения прутка; Угол наклона прутка; Давление на пруток; Угол наклона горелки к плоскости свариваемого материала.
1 - Присадочный пруток; 2 - Ролик; 3 - Горелка; 4 - Сварной шов; 5 - Свариваемые заготовки; 6 - Направление сварки
Рисунок 1. Схема сварки нагретым газом
Сварка пластмасс нагретым инструментом
Технологические параметры процесса:
Температура нагревателя Тн; Продолжительность нагрева tн; Усилие прижатия инструмента детали при нагреве Рн; Давление осадки Рос; Продолжительность выдержки деталей под давлением после сварки.
1 - Свариваемые заготовки; 2 - Лента из фторопласта; 3 - Прижимной ролик; 4 - Нагретый инструмент
Рисунок 2. Схема сварки нагретым инструментом
Ультразвуковая сварка полимеров
Технологические параметры процесса:
Частота колебаний; Амплитуда колебаний; Расстояние от колебательного контура до свариваемой поверхности; Время сварки; Форма электрода.Сварка пластмасс ТВЧ
Технологические параметры процесса:
Частота тока регулятор удельной тепловой мощности; Напряженность электрического поля; Давление; Время сварки.Индукционная сварка
Технологические параметры процесса:
Частота тока; Напряженность электрического поля; Время сварки (tнагр); Давление.Таблица 1. Общая характеристика свариваемости
