Сварка пластмасс ультразвуком

Листать книгу

Страницы: ... ... ... ... ... ... ... ...

скачать книгу Сварка пластмасс ультразвуком

Рассмотрены различные схемы ультразвуковой сварки, дан анализ механизма образования сварных соединений, подробно изложены вопросы технологии сварки различных полимерных материалов. Приводятся режимы сварки пластмасс и обсуждается их влияние на прочность и структуру сварных соединении.
...
Книга предназначена для инженерно-технических и научных работннкоп, занимающихся вопросами переработки и сварки пластмасс, а также для аспирантов и студентов, специализирующихся в этой области.
...
Предлагаемая книга представляет собой первую попытку обобщить накопленный за последнее десятилетие материал по технологии и теории процесса ультразвуковой сварки пластмасс. Большая часть книги посвящена изложению результатов исследований, проведенных авторами в лаборатории сварки пластмасс МВТУ им. Н. Э. Баумана.
...
В книге приводится классификация схем ультразвуковой сварки пластмасс и определяются области применения различных схем. Сюда включены не только классическая схема, при которой ультразвуковые колебания вводятся по нормали к свариваемым поверхностям, но и ряд других, предложенных совсем недавно как в нашей стране, так и за рубежом, описание которых можно найти пока еще только в патентной литературе.
...
При изложении теории ультразвуковой сварки пластмасс*" выделены два основных процесса: разогрев свариваемых поверхно* стей, приводящий к активации последних, и образование связей.
...
Вопросы технологии ультразвукопой сварки рассматриваются не только в общем виде, по и даются конкретные рекомендации по сварке различных пластмасс.
...
В специальной главе рассмотрены основные элементы ультразвуковых сварочных машин, принципы их конструирования и расчета, дано описание отечественного и зарубежного оборудования для ультразвуковой сварки пластмасс. В дополнение к сказанному приводятся методы входного, сопутствующего и окончательного контроля качества сварных соединений.
...
Поскольку книга но ультразвуковой сварке пластмасс издается впервые, она не лишена недостатков, и авторы с благодарностью примут любые замечания и советы читателей.
...
Авторы хотели бы выразить благодарность за неоценимую помощь, оказанную при проведении исследований, чл.-корр. АН СССР, проф. Г. А. Николаеву. Они благодарят товарищей Р. Н. Астахову, А. Н. Советова, Т. И. Коваленко за помощь в проведении экспериментов, а также К- И. Зайцева, Г. В. Комарова и В. П. Алехина за ценные советы, данные авторам при написании книги.
...
Технологический процесс изготовления даже самых простых изделий из пластмасс, как правило, включает в себя операции соединения отдельных деталей или узлов изделий между собой. Для этого применяются сварные, резьбовые, заклепочные, клесгые и другие виды соединений. Наиболее перспективной из названных способов является сварка, так как при ее использовании можно механизировать и автоматизировать процессы соединения деталей, повысить качество соединения и культуру производства, снизить трудоемкость операций.
...
При сварке пластмасс передача энергии происходит по следующим основным ступеням [I]: сеть питания, источник энергии для сварки, носитель энергии — инструмент, передающий энергию от источника к зоне сварки, и изделие (зона сварки).
...
Энергия, получаемая сварочной установкой от сети £уст, может использоваться непосредственно на сварку еСц,
...
где евх — энергия на входе в источник питании; \\г — потерн энергии в источнике питания; П2 — потери при передаче энергии к изделию; Пя — потери на теплопроводность в изделие и теплоотдачу от пего в окружающую среду; П4 — потери уноса (например, потери при выдавливании пластицированного материала из сварочной зоны).
...
Обычно при расчетах используют удельную энергию, т. е. энергию, отнесенную к единице площади сварного соединении (в Дж/м2).
...
Отдельные элементы в схеме передачи энергии в зависимости от вида процесса могут существенно изменяться или даже совсем отсутствовать. Например, под обобщенным понятием «носитель энергии — инструмент» при сварке нагретым газом подразумевается газовая струя и присадочный пруток, а при ультразвуковом сварке — вся акустическая система, которая преобразует электрические колебания генератора в механические колебания преобразователя, усиливает эти колебания и вводит их через волновод в изделие.
...
Для анализа процессов сварки пластмасс следует привлечь хорошо разработанные термодинамические представления о сварке металлов. Согласно этим представлениям [1], в. сварочной зоне протекают два основных процесса: 1) подвод и преобразование энергии и 2) движение (или превращение) вещества. Интенсивность процесса преобразования энергии и его характер определяют вид сварки.
...
Для осуществления процесса сварки необходима активация свариваемых поверхностей. Это достигается за счет подвода, и в некоторых случаях, преобразования энергии. Таким образом, подвод энергии является необходимым условием протекания процесса сварки. Введение вещества необходимо только при некоторых видах сварки пластмасс, например, при сварке нагретым газом с применением присадочного материала, а также при сварке нагретым присадочным материалом. В последнем случае с присадочным материалом подводится и энергия. Ультразвуковая сварка также может осуществляться с введением дополнительного вещества —■ присадочного материала, укладываемого в разделку между кромками свариваемых деталей [2].
...
Движение вещества при различных видах сварки пластмасс может быть значительным. Оно обусловлено, по-видимому, перемешиванием и диффузией материала, нагретого до вязкотекучего состояния. Особым видом движения следует считать химическую реакцию активных групп, расположенных на свариваемых поверхностях, между собой н л и с активными группами промежуточного вещества, которая также протекает при подводе энергии того или иного вида (химическая сварка) [3].
...
Все виды сварки пластмасс могут классифицироваться по наличию или отсутствию статического давления и виду энергии, подаваемой к свариваемым деталям. В конечном итоге все виды энергии превращаются в тепловую, выделяющуюся частично или полностью на границе раздела свариваемых деталей, поэтому различные процессы сварки пластмасс можно разделить на термические, термомеханические и механические.
...
К термическим относятся виды сварки, при которых статическое давление не играет существенной роли в образовании сварного соединения, например сварка нагретым присадочным материалом или газовыми теплоносителями. Образование сварного соединения в этом случае определяется исключительно количеством подводимой тепловой энергии.
...
К термомеханическим относятся виды сварки, при которых неразъемное соединение образуется вследствие приложения статического давления и подвода тепловой энергии. При термомехаииче-ских видах сварки тепловая энергия может подводиться к границе раздела свариваемых деталей следующими путями: а) за счет теплопроводности свариваемых деталей (контактно-тепловая сварка прессованием, термоимпульсиая сварка); б) за счет теплопередачи от источника теплоты к свариваемым поверхностям (сварка горячим лезвием, сварка нагретым клином и т. д.); в) за счет пропускания электрического тока через металлическую лепту или проволоку, уложенную ь зоне сварки и остающуюся в сварном шве (контактно-тепловая сварка с нагревателем, остающимся в сварном шве).
...
При механических видах сварки тепловая энергия генерируется внутри свариваемых деталей за счет превращения механической
...
ческая энергия трения свариваемых поверхтк ген, пренращающая ся в теплоту, которая вследствие малой геплопроиодиосты
...
Ультразвуковые колебания представляют собой упругие волны, распространяющиеся в любой материальной среде, находящейся в твердом, жидком или газообразном состоянии. Возникновение упругих волн обусловлено тем, что при смещении некоторой точки упругой среды иод действием внешнего усилия возникают упругие силы, стремящиеся возвратить точку в положение равновесия.
...
Наибольший интерес в данном случае представляют периодические упругие колебания, когда значение колеблющейся величины повторяется через равные промежутки времени, называемые периодом колебаний — Т. Число циклов колебаний в единицу времени называется частотой колебаний — /. Следовательно, между периодом колебаний и частотой существует соотношение-
...
Частным случаем колебаний является движение материальной точки по окружности. Если в единицу времени точка делает / оборотов, т. с. частота колебаний равна /, то угловая скорость точки будет равна:
...
Формула (1.1) дает точное значение стержневой скорости лишь для тонких стержней, когда можно пренебречь поперечной деформа цией, всегда имеющей место при продольном сжатии или растяжении.
...
Для толстых стержней круглого сечения, для которых С,15< <с?/2Л<0,2, рекомендуется [11, 12] пользоваться следующей фор мул ой:
...
Предположим, что в произвольной точке упругой среды действуют переменные силы. Это приведет к переменным смещениям, деформациям и напряжениям, которые будут распространяться в среде от точки приложения силы. Каждому моменту времени будет соответствовать определенное распределение смещений, деформаций и напряжений в упругой среде. Если это распределение перемещается, то упругая волна, распространяющаяся в стержне, называется бегущей; в противном случае она называется стоячей. В
...
Средняя величина потенциальной энергии также определяется выражением (1.9), поэтому полная средняя энергия, или средняя плотность энергии в бегущей волне равна:
...
Часто пользуются понятием интенсивности или силы звука /. Это энергия, проходящая в единицу времени
...
При распространении волн в вязкоупругих средах, каковыми являются, например, полимерные материалы, происходит уменьшение интенсивности волны, которое описывается уравнением:
...
Добротность характеризует также увеличение амплитуды колебательной силы или колебательной скорости при резонансе. Она связана с коэффициентом затухания следующими соотношениями:
...
В настоящее время существуют различные схемы, по которым может осуществляться ультразвуковая сварка полимерных материалов. Это обусловлено разнообразием свойств и структуры свариваемых материалов, конфигурации и размеров деталей, требовании, предъявляемых к сварным швам и свариваемому изделию о целом. В результате классификация схем ультразвуковой сварки пластмасс сильно осложняется. В литературе [13—24] встречаются попытки произвести такую классификацию, однако при этом ограничиваются, как правило, одним или несколькими частными призпакахМи
...
Рис. 1.1. Классификация схем ультразвуковой сварки.
...
Подвод механической энергии ультразвуковых колебании осуществляется за счет контакта излучающей поверхности сварочного инструмента — волновода, которую в дальнейшем будем называть рабочим торцом волновода, с одной или несколькими свариваемыми деталями. Такой контакт обеспечивается статическим давлением Яст рабочего торца волновода на свариваемые детали.
...
Рис. 1.2. Ультразвуковая сварка с нормальным вводом колебании:
...
Сварка с использованием колебаний такого типа может осуществляться при помощи сварочных головок разнообразных конст-
...
(рис. 1.5, б). Достоинством этой конструкции являются малые габариты при высоком коэффициенте полезного действия преобразО'
...
При необходимости повышения колебательной мощности для возбуждения в инструменте крутильных колебаний могут использоваться два или более преобразователей, соединенных с волноводом (рис. 1.5, г, д,
...
нем подводе энергии используются сварочные устройства более сложных конструкций (рис. 1.7). Однако при синфазном по отношению к свариваемому изделию смещении рабочих торцов волноводов энергия, выделяющаяся на границе раздела деталей,
...
Рис. 1.6. Схемы сварки с двусторонним отбором энергии от преобразователя:
...

Оборудование для контактной сварки постоянным током
Справочник конструктора металлических конструкций
Сварные конструкции. Механика разрушения и критерии работоспособности
Сварка пластмасс ультразвуком
Основы сварочного дела
Газовая сварка и резка металлов
Специальные стали

"Сварка-ЛИБ" - Техническая библиотека сварщика | Сварка, термообработка, материалы, металлы и сплавы

admin

Сварка пластмасс ультразвуком