Ультразвуковая сварка пластмасс

Сварка пластмасс ультразвуком – часто используемый способ соединения изделий, выполненных из этого материала. Ультразвуковая сварка пластмасс обладает рядом преимуществ по сравнению с другими методами.

Принцип действия

Суть метода сварки ультразвуковым способом заключается в том, что генератором вырабатываются электрические колебания частой 20-50 кГц, которые относятся к области ультразвуковых. Затем происходит их преобразование в механические колебания инструмента под названием волновод. Входящий в это устройство пневмоцилиндр заставляет свариваемые части изделия прижиматься друг к другу. При этом колебания передаются в зону сварки.

Соединяемые полимеры подвергаются деформации. Между ними начинается диффузия – проникновение молекул одного изделия в другое, вернее в его межмолекулярные промежутки. Этот процесс носит взаимный характер. Происходит соединение пластмассовых деталей.

Для равномерности распределения расплавленного материала в сварном шве после отключения воздействия ультразвука детали остаются прижатыми друг к другу до их полного остывания. Наиболее часто используемым способом при этом является соединение внахлест.

Ультразвуковая сварка бывает выполненной по принципу образования шва, точечной и вдоль периметра.

Таким способом может выполняться ультразвуковая сварка полипропилена и других видов пластмасс.

Преимущества

К достоинствам ультразвукового метода относится:

1. Отсутствие необходимости в защитной газовой среде.
2. Не предъявляются особые требования к качеству подготовки свариваемых поверхностей.
3. Любая геометрическая форма свариваемых изделий.
4. Экологичность метода.
5. Минимальное количество выделяемых вредных веществ.
6. Не слишком высокая температура нагрева деталей.
7. Отсутствие применения сварочных материалов в виде проволоки и припоя.
8. Незаметность полученного шва.
9. Высокая производительность.
10. Минимальные энергозатраты.
11. Безопасность процесса.

Полученный шов обладает эстетичным внешним видом. В дополнительной обработке он не нуждается.

Оборудование

Для ультразвуковой сварки пластмасс применяемое оборудование разделяется на точечное, шовное и шовно-шаговое. Также находят применение небольшие переносные установки типа ручных пистолетов, обладающих небольшой мощностью. К основному используемому оборудованию относится ультразвуковой генератор для сварки пластмасс.

Его параметры:

1. Амплитуда колебаний. Она влияет на величину энергетического потока, и, соответственно, на время всего процесса.
2. Прижимное усилие. Определяет прочность полученного шва.
3. Частота колебаний.
4. Величина давления на соединяемые детали.
5. Продолжительность импульсов. Оказывает влияние на продолжительность сварки.

Также играют роль предварительный прогрев изделий и расстояние, на котором находится головка аппарата по отношению к изделию.

Важнейшая часть в системе – сварочный или, иначе акустический узел. Его назначение – преобразование электрической энергии в механическую. Роль волновода сводится к транспортированию потока энергии к месту сварки. На рабочем конце волновода находится сварочная головка, которая является сменной деталью. Все узлы устанавливаются на опорную раму.

При использовании генератора имеется ограничение, касающееся размера заготовок. Он не должен превышать 30 сантиметров. Это объясняется небольшим значением мощности этого оборудования. Также не слишком большой должна быть и толщина изделий. При использовании генератора необходимо следить за тем, чтобы свариваемые детали имели минимально возможную влажность.

Интересное видео