из
материала, обладающего большими гистерезисными потерями, например из
стали, то при длительной работе происходит его разогрев, и геилоотвод
из зоны сварки ухудшается. Так как продолжительность воздействия
ультразвуком на материал остается постоянной, то ухудшение
теплоотвода приводит к чрезмерному плавлению и передавливанию зоны
сварного шва, вследствие чего прочность сварного соединения
уменьшается.
Во-вторых,
при расчете геометрических размеров волновода из условия резонанса по
формулам, приведенным на стр. 174, не учитываются потери энергии в
материале волновода. Поэтому волноводы, имеющие одинаковые отношения
5цХ/«5вых, но изготовленные из материалов, обладающих
различными гистерезисными потерями, могут иметь неодинаковую амплитуду
смещения рабочего торца. В этом случае влияние материала волновода на
прочность сварного соединения аналогично влиянию амплитуды
смещения.
Для
изучения влияния на прочность сварного соединения из лавсановой ткани
использовались [148] экспоненциальные ножевые волноводы, изготовленные из
стали 45 и алюминиевого сплава Д16Т. Оба волновода имели одинаковый
коэффициент усиления, а длина их соответствовала резонансу на одной и той
же частоте, равной 19,5 кГц. Однако амплитуда смещения волновода из Д16Т,
имеющего меньшие потери, составляла 30 мкм, в то время как амплитуда
смещения волновода из стали 45 была равна 25 мкм. Результаты испытания при
раздире образцов, сваренных этими волноводами, приведены
ниже:
Прочность на раздир (в кН/м)
при продолжительности сварки (в с)
0.1 0,2 0.3 0,4 0.5 0,6 0.7
0.8 0.9 1.0
Д16Т.......1,8 3,5 5,5 7,0
6,0 4,0 2,6 1,5 — —
Сталь 45 .....1,0 2,4 3,5 4,5 5,5 6,2 6,6 6,0 5,2
4,5
Из этих
данных следует, что максимум прочности образцов при сварке стальным
волноводом соответствует гораздо большему времени сварки, чем при
сварке волноводом из Д16Т. Так, максимальная прочность при сварке
волноводом из Д16Т, равная 7 кН/м, достигается за время 0,4 с, тогда как
при сварке вол ново дом из стали 45 для получения максимальной прочности,
равной 6,6 кН/м, требуется 0,7 с. Очевидно, это связано с меньшей
амплитудой смещения рабочего торца стального волновода. Некоторое
понижение прочности объясняется также разогревом стального волновода.
Позднее такие же выводы были получены и при сварке капроновых и
полипропиленовых тканей. Было показано [8], что прочность сварных
соединений, выполненных на стальной и алюминиевой опорах, почти
одинакова, в то время как при сварке на опорах из дерева и стекла
прочность меньше приблизительно на 40% в случае лавсановой и капроновой
тканей и практически равна нулю для полипропиленовой ткани. При этом
отмечалось, что сварные швы сильно расплавлялись со стороны опоры
(терялась
