Ультразвуковая сварка пластмасс

Сварка излучением–использует способность пластмасс поглощать лучистую (фотонную) энергию и за счет этого нагреваться (рис.13). В результате поверхностные слои деталей из термопластов переходят в вязкотекучее состояние и с приложением необходимого давления свариваются. По виду источника и характера генерируемого им излучения различают следующие разновидности сварки: инфракрасным (ИК) излучением, светом видимого диапазона (СВД), лазером (оптическим квантовым генератором).

Рис. 1.17. Сварка ИК-излучением на жесткой подложке с созданием давления путем растяжения свариваемых материалов (а) и за счет упругой подложки (б):

А- ИК-луч; В- направление натяжения; Р— давление прижима: 1— губки ограничителей зоны облучения; 2- нагреватель, 3~ свариваемые пленки; 4- сварной шов; 5- подложка

Особенностью сварки излучением является отсутствие непосредственного контакта нагревательного инструмента (излучателя) с нагревательной поверхностью, что исключает необходимость применения мер по предупреждению прилипания расплава (адгезии) к нагревателям. При нагреве поверхностей деталей не происходит принудительного вытеснения расплава в первичный град. Процесс нагрева излучением легко регулируется в широком диапазоне путем изменения мощности лучистого потока (температуры нагрева излучателя) и расстояния до облучаемых деталей. Для сварки используют излучатели, в которых элементы накаливания имеют температуру, как правило, выше 1000ºС (до 2100-2200ºС). Основными параметрами процесса сварки излучением являются мощность излучения (температура нагревателя), время нагрева свариваемых поверхностей, усилие и скорость осадки после нагрева. Сварка излучением имеет недостаток – при нагреве оплавляемые поверхности на протяжении всего цикла находятся в контакте с окружающей атмосферой, что ведет к развитию окислительных процессов расплава термопласта.

В последние годы разрабатываются процессы сварки полимеров, основанные на использовании двух и более видов энергии. Особенно эффективными оказались сочетания энергии ультразвука с другими видами энергии: тепловой, световой, трения, энергии поверхностно-активных веществ. Основное достоинство такого сочетания состоит в расширении технологических возможностей сочетающихся видов энергии, повышении качества полимерных сварных соединений и стабильности процесса. Важным является и то, что комбинированные процессы сварки проще управляются, менее чувствительны к отклонениям параметров режимов сварки и к влиянию различных побочных факторов. Эти процессы обладают также высокой универсальностью. К таким комбинированным видам сварки относятся: сварка изделий из фторопластов теплом и ультразвуком; фрикционно-ультразвуковая сварка.