|
|
|
| Межотраслевая Интернет-система поиска и синтеза физических принципов действия преобразователей энергии | |
Стартовая страница |
О системе |
Технические требования |
Синтез |
Обучающий модуль |
Справка по системе |
Контакты |
 | Ультразвуковая сварка полимеров |
 | |
Анимация
0
Описание
Ультразвуковая сварка (УС) полимеров основана на повышении с помощью ультразвуковых (УЗ) колебаний пластических свойств полимера в зоне контакта соединяемых предметов. При этом вначале образуется физический контакт поверхностей за счет их исходной шероховатости, и происходит активация полимерных молекул вследствие разрыва химических связей. Затем начинается химическое взаимодействие соединяемых материалов, переходящее в объемное взаимодействие в зоне соединения.
Гистерезисные потери при деформировании материала с УЗ частотой обусловливают его нагрев до температур, соответствующих вязко-текучему состоянию (аморфные полимеры) или плавлению кристаллов (частично кристаллические полимеры). При температурах высокоэластичного состояния происходит диффузия отдельных сегментов макромолекул свариваемых полимеров, а иногда - перемешивание материала.
УС полимеров применяется для соединения поликарбонатов, стирола, полипропилена, поливинилхлорида и др. материалов обычно без их расплавления.
Схема установки для УС полимерных материалов показана на рис. 1.
Схема установки для УЗ сварки полимерных материалов
Рис. 1
1, 2 - соединяемые изделия;
3 - опора;
4 - сварочный наконечник;
5 - волновод-концентратор (полуволновой или волновой длины);
6 - магнитострикционный преобразователь.
Сварочный наконечник 4, прижатый с силой N к поверхности соединяемых листов (деталей) 1 и 2, колеблется с частотой f = 20-100 кГц и амплитудой x0. Направление колебаний обычно совпадает с направлением действия силы и перпендикулярно поверхности соединяемых листов. Можно также использовать ориентации колебаний, как в УЗ сварке металлов (см. описание).
Следует отметить, что величина N для полимеров в несколько раз меньше, чем для металлов ( ~ 100 Н), а значение x0, наоборот, в несколько раз больше (25-70 мкм). Время УС полимеров обычно составляет от 0.1 до10 с.
Ключевые слова
Области техники и экономики
Используемые естественнонаучные эффекты
 | Возникновение диффузионного потока при наличии градиента концентрации (Диффузия) |
Разделы естественных наук используемых естественнонаучных эффектов
| 1 | | Явления переноса |
| 1 |  | Термодинамика |
Применение эффекта
С помощью УС хорошо соединяются изделия из полистирола, полипропилена, искусственные кожи, синтетические ткани и нити (в том числе непосредственно на ткацких станках), фотопленка, магнитные ленты и т.п.
Реализации эффекта
Техническая реализация эффекта
Схема установки для УС полимерных материалов показана на рис. 1. Сварочный наконечник 4, прижатый с силой N к поверхности соединяемых листов (деталей) 1 и 2, колеблется с частотой f = 20-100 кГц и амплитудой x0. Направление колебаний обычно совпадает с направлением действия силы и перпендикулярно поверхности соединяемых листов.
Литература
1. Ультразвук / Под ред. И.П. Голяминой.- М.: Советская энциклопедия, 1979.
| Стартовая страница О системе Технические требования Синтез Обучающий модуль Справка по системе Контакты | |
 |
|
| Copyright © 2008 РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина | |