Способ ультразвуковой сварки полимерных термопластичных материалов

)5 В 29 С 65/О фффффЗВП 3., Дц4", ьр Н ИЕ.);:;. -.,:,.;: :;, :.,:,",РЕТЕН КОМУ СВИДЕТЕЛЬС: КАТ М 14й научно-исследоватонструкторский и технут токов высокой част ль оты ов и Н.А.Тупцсевасвидетельство ССС 65/08, 1980.и др. Сварка пластмаимия, 1986, с.30-32. ль- КИ А-,ласт- ьтра- чных арки полриалов эаГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ И(21) 4845561/05 (22) 02.07.90 (46) 15.04.93. Бю (71) Всесоюзны ский, йроектногичесКий инстит им. Вологдина В (72) И.Н.Игловик (56) Авторское 710816, кл, В 29Волков С.С. траэвУком, М.: Х 54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАОЛИМЕРНЫХ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХЕРИАЛОВ Изобретение относится к сварке имасс иможет найти применение при ул звуковой сварке термопласти /материалов,Цель изобретения - повышение качества сварного соединения.Способ ультразвуковой свимернцх термопластичных матеключавтся в следующем.Экспериментально определяют величину хода акустической системы в процессе сварки под воздействием сварочного давления и ультразвуковых колебаний (величину фиксированного зазора). Осуществляют введение в свариваемце детали ультразвуковых "колебаний, измеряя при этом фазовый сдвиг между током и напряжением преобразователя, Ограничивают перемещение торца волновода до Фиксированного значения зазора. После завершения перемещения акустической системы некоторое(57) Использование: изобретение относится к сварке пластмасс и может найти применение при ультразвуковой сварке термопластичных материалов для повышения качества сварного соединения, Сущность изобретения: в способе ультразвуковой сварки полимерных термопластичных материалов в процессе введения в свариваемце детали ультразвуковых колебаний измеряют фазовый сдвиг между током и напряжением преобразователя, Отключение ультразвука после ограничения перемещения торца волновода осуществляют при достижения постоянного объема термапласта, перешедшего в вязко-текучее состояние, по заданной величине фазового сдвига между током и напряжением преобразователя,время в зону сварки будут вводиться ультра- звуковые колебания, при этом вытеснения иэ зоны сварки полимера, перешедшего в вязко-текучее состояние, происходить не будет т.к. нет постоянного перемещения акустической системы вниз) и в зоне сварки С будет разрастаться объем полимера, пере- СО шедшего в вязко-текучее состояние, а также будут происходит процессы обьемного вза- Я имодействия явления взаимного диффузи- (с онного взаимодействия, химические превращения), При достижении на характеристике рассогласования, в частности ха- . "рактеристике изменения фазового сдвига между током и напряжением на преобразователе, заранее заданной точки происходит отключение ультразвука, Характерная точка на кривой рассогласования о и редел я ется следующим образом. измеряется величина параметра рассогласования, в частности фазовый сдвиг между токам и напряжением преобразователя при сварке с фиксирован1808726 Составитель Н.ЕлисееваТехред М.Моргентал Корректор Л,Филь Редактор Заказ 1251 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ, СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 ным зазором при оптимальном качестве сварки и запоминается.В дальнейшем сварка с фиксированным зазором осуществляется до достижения заранее установленной величины фазового сдвига между током и напряжением преобразователя, при которой достигается постоянный объем термопласта, перешедшего в вязко-текучее состояние,При переходе полимера из стеклообразного состояния в вязко-текучее изменяются упругие свойства полимера, т.е. условия согласования его с акустической системой, и, как следствие, изменяются условия согласования преобразователя с ультразвуковым генератором. При переходе полимера в вязко-текучее состояние его условия согласования стремятся к работе на холостом ходу, но все же отличаются от них, Это вызвано тем, что торец преобразователя имеет контакт со свариваемым полимером (за счет реологических свойств полимера), хотя и незначительный при переходе полимера в зойе сварки в вязко-текучее состояние. Причем, чем больший обьем полимера перейдет в вязко-текучее состояние, тем ближе условия согласования источника питания с акустической системой к его работе на холостом ходу, С другой стороны, чем выше плотность свариваемого материала, тем ближе величина фазового сдвига к режиму работы акустической системы в "защемленном" состоянии. Таким образом, задаваясь величиной фазового сдвига, выключение ультразвука произойдет при определенном количестве термопласта, перешедшего в вязко-текучее состояние, при этом не будет ложных срабатываний, вызванных локальными изменениями толщины свариваемых изделий, Использование схемы сварки с фиксированным зазором ограничивает перемещение торца волновода в свариваемое изделие и вытеснения полимера, перешедшего в вязко-текучее состояние взоне сварки, а определение переходаполимера в вязко-текучее состояние по ве 5 личине фазового сдвига позволяет производить отключение ультразвука припостоянном, заранее определенном объеметермопласта, перешедшего в вязко-текучеесостояние. Эти два фактора позволяют кон 10 тролировать качество сварки мягких полимеров. Способ позволяет компенсироватьнестабильность основных технологическихрежимов сварки, таких как сварочное давление, нестабильность амплитуды, мощность,15 потребляемая акустической системой (нахарактер изменения фазового сдвига междутоком и напряжением преобразователяпрактически не влияют перечисленные технологические режимы, т,е. характер измене 20 ния фазового сдвига зависит отсоотношения активной и реактивной составлящих импеданса преобразователя).Формула изобретен ияСпособ ультразвуковой сварки пол 25 имерных термопластичных материалов,включающий введение в свариваемые детали ультразвуковых колебаний, ограничениеперемещения торца волновода до фиксированного значения и отключение ультразву-.30 ка, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения качества сварного соединения,в процессе введения в свариваемые деталиультразвуковых колебаний измеряют фазовый сдвиг между током и напряжением пре 35 образователя,а отключение ультразвукапосле ограничения перемещения торца волновода осуществляют при достижении постоянного обьема термопласта,перешедшего в вязко-текучее состояние,40 по заданной величине фазового сдвигамежду током и напряжением преобразователя,