На рис.
111.52 приведены графики зависимости прочности от амплитуды смещения и
статического давления. Экспериментальные точки располагаются довольно
близко к прямым. Из анализа данных, приведенных на рис. 111.52,
следует, что основное влияние на прочность таврового соединения в
рассматриваемом случае оказывает амплитуда смещения рабочего торца
волновода.
Это можно
объяснить следующим. При пропускании ультразвука происходит разогрев
не только У-образного выступа, но и зоны, прилегающей непосредственно к
волноводу. Если амплитуда смещения мала, то интенсивность разогрева
выступа также незначительна. При этом происходит некоторое оплавление
и осадка выступа, что приводит к началу схватывания полки и стенки
таврового соединения, но наибольший разогрев имеет место в зоне,
прилегающей к волноводу. Вследствие этого волновод начинает
вдавливаться в стенку таврового соединения, а так как сварка ведется
с фиксированной осадкой, это приводит к отключению ультразвука.
Прочность сварного соединения получается незначительной. Увеличение
амплитуды смещения приводит к более интенсивному и полному разогреву
У-образиого выступа без размягчения зоны, прилегающей к волноводу, что
способствует повышению прочности.
Варьирование
статического давления в широком диапазоне — от 4 до 9 МПа практически не
приводит к изменению прочности. Поскольку в исследованном диапазоне
обеспечивается достаточно хороший акустический контакт, то повышение
давления не приводит к увеличению подводимой энергии. Кроме того, как
уже отмечалось, при тех значениях статического давления, которые
применялись в экспериментах, в У-образном выступе возникали
пластические деформации, поэтому релаксационные характеристики
выступа, ответственные за величину энергии, выделяющейся вследствие
гистерезиспых потерь, были приблизительно одинаковыми как при
больших, так и при малых давлениях.
Применение
разработанной технологии передаточной сварки тавровых и стыковых
соединений из капролона становится затруднительным в случаях большой
протяженности и сложной конфигурации сварных швов, так как при этом
необходимо применять широкозахватные волноводы. При этом весьма
рациональным представляется использование заклепочных соединений с
применением точечных .или ножевых волноводов. Поиск оптимальных
режимов сварки заклепочных соединений проводился по методу Бокса и
Уильсона [134, 135].
Образование
заклепочного соединения с помощью ультразвука можно условно разделить
на две стадии.
На первой
стадии происходит разогрев полимерного стержня заклепки до температуры
вязкотекучего состояния, который обусловлен конкуренцией между
гистерезисными потерями от циклического деформирования и теплоотводом
в окружающую среду. Последним фактором можно пренебречь, так как
капролон В имеет
