Follow us on Twitter and Facebook
Текстурированное стекло 80 x 40 Цвет красный Напольное покрытие живая плитка surfloor П401 3D декоративная пленка П II П 0802 Нестандартная живая плитка, цвет оранжевый Эксклюзивная 3D пленка П III П 0856 Эксклюзивная 3D пленка П II П 0808 3D стеклянная панель 0805 Двухцветная живая плитка сине зеленая для стриптиз подиума 3D декоративная пленка П II П 0805 3D декоративная пленка П I Н 0805
3d плитка со стереоэффектом D241 Потолочная панель Армстронг 3D двух цветов 3d плитка со стереоэффектом D311 Декоративная плитка 001 Лампа ночник бра ТАССА НАТТ 0806 Светильник напольный, Торшер 250048303 3d плитка со стереоэффектом 001
  Другие виды применения

Ультразвуковая сварка полимерных материалов


Ультразвуковая сварка - способ соединения различных материалов в твердом состоянии с помощью ультразвуковых колебаний.

Ультразвуковая сварка нашла применение для сварки металлических и полимерных листовых изделий.

Ультразвуковая сварка имеет еще и неофициальное название - "холодная сварка", и это не случайно.

Исследования позволяют предположить, что процесс сварки металла ультразвуком заключается в том, что под действием ультразвуковых колебаний металл в месте соединения переходит в особое квазижидкое состояние и перемешивается благодаря высокочастотной знакопеременной деформации. После выключения ультразвуковых колебаний металл вновь переходит в твердое состояние, образуя надежную связь между металлами. Глубина зоны интенсивной деформации и ее площадь зависят от режима процесса и силы прижима, с которой два изделия прижимаются друг к другу. Усилие сжатия обеспечивает передачу ультразвуковых колебаний и уплотняет металл в зоне интенсивных деформаций в момент выключения колебаний.

Толщина свариваемых металлических листов ограничена, и составляет величину порядка 1 мм. Даже для весьма пластичных металлов таких, как медь (Cu) и алюминий (Al) она не превосходит 1-3 мм.

Наибольшее применение ультразвуковая сварка нашла для соединения полимерных листовых изделий. Преимущество ультразвуковой сварки для соединения полимерных материалов заключается:

    * в возможности сварки изделий с загрязненными поверхностями;
    * минимальном перегреве материала;
    * получении соединений в труднодоступных местах;
    * сварки разнородных по составу материалов, в том числе, с узким интервалом кристаллизации.
    * прочность соединения изделий примерно в 2-2,5 раза выше, чем при сварке тепловым методом.

С помощью ультразвуковой сварки хорошо соединяются поликарбонат, полистирол, полипропилен, поливинилхлорид, искусственные кожи, натуральные ткани с синтетическими волокнами и многие другие материалы.

Принцип действия устройства для сваривания полимерных листов (пленок) заключается в следующем. Полимерные листы накладывают один на другой, плотно прижимают друг их к другу и к опоре, затем подводят, с необходимым усилием, к листам сварочный инструмент (наконечник), соединенный с ультразвуковым преобразователем, и включают генератор, приводящий в действие ультразвуковой преобразователь.

Сначала образуется физический контакт поверхностей и происходит активация полимерных молекул за счет разрыва химических связей, затем начинается химическое взаимодействие соединяемых материалов, переходящее в объемное взаимодействие в зоне соединения. Потери при деформировании полимерного материала с ультразвуковой частотой приводят к его нагреву до температур, соответствующих вязкотекучему состоянию (аморфные полимеры) или плавлению кристаллов (частично кристаллические полимеры). При этих температурах происходит диффузия отдельных сегментов макромолекул свариваемых полимеров, а в некоторых случаях - и перемешивание вязкотекучего полимерного материала. При соединении двух термопластов различных марок возникают химические превращения. Величина сегмента макромолекулы определяет свариваемость материала: чем больше сегмент ("жестче" макромолекула), тем лучше свариваемость.

Важным фактором, способствующим образованию качественного сварного шва, является наличие неоднородностей в зоне шва. Неоднородности играют роль концентратора термонапряжений в зоне шва и способствуют появлению сварочных "зародышей" - зон повышенной пластичности полимера. С точки зрения технологии сварки подобные "зародыши" желательно наносить на всем протяжении сварного шва. Практически, "зародышем" может являться искусственно нанесенный буртик в центре шва. Толщина свариваемых полимерных материалов сильно зависит от химического состава материала и достигает (для полиэтилена) 10-12 мм.

Ультразвуковая сварка может выполняться точечным и шовным методами. При выполнении точечного и шовного соединений размер сварной точки и шва может выбираться в широких пределах. Минимальный размер точек или шва ограничивается появлением чрезмерной деформации (продавливание материала), а максимальный - трудностью параллельной установки контактных поверхностей инструмента и опоры или мощностью преобразователя.

Ультразвуковая сварка, в основном, применяется для соединения деталей "внахлест".

Время сварки в ультразвуковых сварочных аппаратах лежит в пределах 0,2-4 сек или, соответственно, 100-200 мм/мин и определяется твердостью и толщиной свариваемых материалов. Контактное усилие и время сварки в определенных пределах связаны между собой обратной пропорциональной зависимостью. При одних и тех же условиях время сварки уменьшается при увеличении контактного усилия и наоборот, т.е., эти параметры могут до известной степени компенсировать друг друга.

Эксперименты показали значительное увеличение прочности сварного шва, полученного при сварке ультразвуком по сравнению с тепловым методом. Ширина шва равна ширине наконечника инструмента.

Недостатком ультразвуковой сварки является более высокая стоимость сварочного оборудования, которая, впрочем, с лихвой компенсируется универсальностью оборудования для различных видов сварки и, конечно, в первую очередь, качеством сварного соединения.
Технология ультразвуковой сварки реализуется с помощью ультразвуковых сварочных аппаратов.


перейти в раздел Другие виды применения