Основы технологии сварки пластмасс

ОБОСОБЛЕННОЕ СТРУКТУРНОЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ  «АЛЧЕВСКИЙ СТРОИТЕЛЬНЫЙ КОЛЛЕДЖ»  ГОСУДАРСТВЕННОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ  ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ ЛУГАНСКОЙ НАРОДНОЙ РЕСПУБЛИКИ  «ДОНБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»  Основы технологии сварки пластмасс МДК 01.01 Технология сварочных работ Специальность: 22.02.06 Сварочное производство, 1-й  год обучения  Разработал: студент гр.40 Степанец Никита Руководитель: Шишкина Л.Н.

Научные основы сварки пластмасс По свариваемости пластмассы, можно разделить на 2 группы: термореактивные, которые преимущественно не свариваются, и термопластические, которые легко подвергаются сварке. Более подробно слайде ниже Сваркой пластмасс называется процесс образования неразъемного соединения путем доведения соединяемых поверхностей до вязко текучего состояния с приложением давления. В результате чего частично или полностью исчезает граница раздела между соединяемыми поверхностями, и прочность материала в месте соединения, а также другие физические свойства приближают к свойствам свариваемого материала.

Ультразвуковая сварка полимеров Сваривание пластмасс ультразвуком — это распространенный метод сварки полимеров, например, изделий из полипропилена.  Ультразвуковая сварка пластмасс прочно заняла свое положение в промышленности, поскольку позволяет сократить расходы, при этом увеличить эффективность и качество сварочных работ. Говоря простыми словами, ультразвуковое оборудование генерирует механические колебания, которые затем преобразовывает в тепловую энергию, которая как раз и используется для выполнения соединений. Этот процесс также называется «использование энергии преобразования», в нашем случае преобразования механической энергии в тепловую.

Сам процесс условно состоит из двух этапов. На первом этапе тепловая энергия, полученная в результате преобразования механических колебаний, и точечно направленная на место сварки увеличивает диффузию молекул у пластмассовых деталей. После этого границы свариваемых деталей начинают плавиться и скрепляться между собой. На втором этапе границы свариваемых деталей остывают и образуют прочный шов. Это примерное описание принципа действия ультразвуковой сварки. Далее мы более подробно разберем, как получаются такие соединения. Сам процесс условно состоит из двух этапов. На первом этапе тепловая энергия, полученная в результате преобразования механических колебаний, и точечно направленная на место сварки увеличивает диффузию молекул у пластмассовых деталей. После этого границы свариваемых деталей начинают плавиться и скрепляться между собой. На втором этапе границы свариваемых деталей остывают и образуют прочный шов. Это примерное описание принципа действия ультразвуковой сварки. Далее мы более подробно разберем, как получаются такие соединения. Для работы с ультразвуковым оборудованием следует ознакомиться с основными параметрами, которые можно отрегулировать в зависимости от вашей работы. Итак, вы можете регулировать: Амплитуду колебаний торца волновода (этот параметр позволяет настроить время сварки и прочность готового шва) Частоту электрических колебаний и силу давления волновода на пластмассу. Продолжительность импульса (этот параметр регулирует скорость сварки). Статистическое (сварочное) давление (этот параметр зависит от амплитуды колебаний и влияет на качество готового шва).

Высокочастотная сварка полимеров Сущность процесса -Сварка токами высокой частоты (ТВЧ) основана на генерации теплоты в соединяемых деталях. При этом способе  обеспечивается быстрый и локальный нагрев соединяемых поверхностей без проплавления всего объема материала. Схемы сварки ТВЧ. ЗОК - заземленная обкладка конденсатора; СШ - сварной шов; СЛ — свариваемые листы; Г — генератор высокой частоты; ЭЛ — электрод; ВОК — высокопотенциальная обкладка конденсатора; HP — низкопотенциальный ролик; ВР — высокопотенциальный ролик

Преимуществами сварки пластмасс ТВЧ являются: Преимуществами сварки пластмасс ТВЧ являются: высокая производительность, экономичность и хорошее качество сварных соединений; равномерность нагрева кромок деталей без резких перепадов температур в зоне сварного шва, что уменьшает вероятность деструкции и ослабления прочности деталей в месте их соединений; возможность получения равнопрочных с основным материалом сварных швов, а иногда и более высокой прочности; осуществление сварки без присадочных материалов; выполнение сварки на высокопроизводительном сварочном оборудовании (полуавтоматическом, автоматическом и встроенном в поточно-механизированные линии); возможность использования для сварки модернизированного оборудования (высокочастотные ламповые генераторы и др.).

Прессовая сварка ТВЧ обеспечивает получение за один сварочный цикл соединений, повторяющих размеры и конфигурацию рабочей поверхности электродов. Свариваемые детали помещают между обкладками рабочего конденсатора — электродами. Прессовая сварка ТВЧ обеспечивает получение за один сварочный цикл соединений, повторяющих размеры и конфигурацию рабочей поверхности электродов. Свариваемые детали помещают между обкладками рабочего конденсатора — электродами. Форму шва могут повторять как один, так и оба электрода. При подаче напряжения на электроды одновременно с нагревом они обеспечивают необходимое давление на материал, а также являются элементами, охлаждающими поверхность деталей после сварки. Подвижными могут быть оба электрода.

Сварка пластмасс излучением Сварка пластмасс излучением основана на способности пластмасс поглощать лучистую (фотонную) энергию и за счет этого нагреваться. В результате нагрева поверхностные слои соединяемых термопластичных деталей переходят в вязко текучее состояние и свариваются с приложением необходимого давления К способам сварки излучением в зависимости от вида источника и характера генерируемого им излучения относят: сварку инфракрасным излучением (ИК); сварку концентрированными световыми лучами (светом видимого диапазона); лазерную сварку (оптическим квантовым генератором).

Способы сварки излучением обладают рядом особенностей: Способы сварки излучением обладают рядом особенностей: воздушная среда, окружающая нагреваемое тело, характеризуется низкой теплопроводностью; потери теплоты на нагрев воздуха минимальны, поэтому КПД нагревателя достаточно велик;  отсутствует непосредственный контакт нагревателя (излучателя) с нагреваемой поверхностью, что исключает необходимость применения мер по предупреждению адгезии расплава к нагревателям;  при нагреве поверхностей деталей не происходит принудительного вытеснения расплава в первичный грат; при сварке пленки не образуются подрезы по границе сварного шва и отсутствует деформация поверхности материала; технологическая пауза при нагреве короче, чем при контактно-тепловой сварке, что связано с отсутствием необходимости отвода нагревателя от свариваемых поверхностей;  процесс нагрева легко регулируется в широком диапазоне температур путем изменения мощности лучистого потока и расстояния до свариваемой поверхности.

Сварка инфракрасным излучением. Инфракрасное излучение имеет электромагнитную природу, являясь следствием колебательных и вращательных движений элементарных частиц вещества. Сварка инфракрасным излучением. Инфракрасное излучение имеет электромагнитную природу, являясь следствием колебательных и вращательных движений элементарных частиц вещества. Сварка ИК-излучением: о — на жесткой подложке; б — на упругой подложке; 1 — прижимные губки; 2 — излучатель; 3 — свариваемые пленки; 4 — сварной шов; 5 — подложка; А — направление лучевого потока; Р — давление