Интересно
сравнить термические циклы нагрева на границе раздела свариваемых
детален из полиэтилена низкой плотности с кинетической
характеристикой [78, 95, 96] (см. рис. V.7). Последняя, как известно,
является функцией релаксационных характеристик и определяется по изменению
амплитуды смещения датчика-опоры. Характерно, что момент перехода к
интенсивному разогреву соответствует моменту уменьшения кинетической
характеристики, т. е. моменту уменьшения амплитуды смещения датчика-опоры
вследствие сильного затухания механической энергии ь полимерс. Это
хорошо согласуется с выводами работ [87, 88].
Соответствие точек
перелома на кривых термических циклов переходу полимерного материала из
одного состояния в другое подтверждается также данными, приведенными на
рис. II.6. При сварке тавровых образцов из каиролона В (режим сварки:
.1=45 мкм, /)гт=9МПа) угол скоса стенки
45°; размеры деталей: полка — 15X15X6 мм, стенка — 60X15X6 мм) первая
критическая температура (463—473 К) соответствует переходу полимера и
вязкотекучее состояние, а вторая критическая температура (698—723 К)
соответствует разложению полимера. При сварке образцов из полистирола
также хорошо обозначаются области критических температур: 333—353 К,
соответствующая переходу в иысокоэластичсское состояние, 423 К, отвечающая
началу текучести, и 498 К, соответствующая деструкции полимера.
Первый излом на кривой термического цикла для поливннилхлорида
наблюдался [92] при 343 К, т. е. при температуре стеклования, второй
излом—при 433 К, т. е. при переходе полимера из высокоэластического в
вязкотекучее состояние, после чего скорость нарастания температуры
значительно увеличивалась.
Основываясь
на аналогии характера термических циклов при ультразвуковой сварке и при
различных видах циклического деформирования полимеров, а также на
рассуждениях, проведенных в предыдущем разделе, можно сформулировать
следующие выводы о процессе теплообразования при ультразвуковой
сварке пластмасс [93, 94].
1. При ультразвуковой
сварке мягких пластмасс теплота выделяется во всем объеме полимера,
находящемся под волноводом, вследствие гистерезисных потерь.
Процессы, происходящие на i ранице раздела полимеров, не оказывают
существенного влияния на теплообразование.
2. Выделение теплоты в
объеме полимера происходит неравномерно вследствие неравномерности
распределения напряжений и деформаций в объеме свариваемых
деталей.
3. Неравномерность
выделения теплоты, а также температурные условия на границах приводят к
неравномерному распределению температур по высоте в любой момент времени.
Вследствие этого всегда существует сечение, в котором критическая
температура 7кр достигается раньше, чем в других сечениях. В
дальнейшем вследствие изменения релаксационных характеристик (Е, sin 6)
в
