Способ ультразвуковой сварки полимерных материалов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК132 51) 4 В 29 С 65/О НИЯ Е ИЗОБ ОП ТЕ,У 1 гРЦ 1)ТА К о Чер- льтразву 165.Астае пласт 1972, ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ(57) Изобретение относится к сваркепластмасс ультразвуком. Целью изобретения является увеличение прочности сварных соединений за счет снижения внутреннего остаточного напряжения. Это достигается за счет того,что производят крепление одного свариваемого материала 1 к волноводу 4с давлением акустического контактаи поджимают к нему другой свариваемый материал 6 с помощью опоры 5 сдавлением меньшим, чем давление акустического контакта, а затем пропускают ультразвуковые колебания, 1 ил.1 табл.13Изобретение относится к сваркепластмасс ультразвуком.Цель изобретения - увеличениепрочности сварного соединения эасчет снижения внутреннего остаточного напряжения.На чертеже схематично показаноустройство для осуществления предлагаемого способа,Способ осуществляется следующимобразом,Свариваемую деталь 1, имеющуюТ-образную форму, прикрепляют посредством пластины 2 и винтов 3 к волноводу 4 с обеспечением между волноводом 4 и деталью 1 давления акустического контакта, затем свариваемую деталь 5, уложенную на опору 6, прижимают к детали 1 с давлением, меньшим, чем давление акустического контакта и пропускают через соединениедетали ультразвуковые колебания,после разогрева деталей при достижении температуры, необходимой длясварки, ультразвук выключают.При обеспечении акустического контакта между волновоцом 4 и,цеталью 1последняя является продолжением акустической системы и при пропусканииультразвуковых колебаний на свободном конце детали 1 создаются колебания с амплитудой, равной амплитуде,рабочего торца волновода, При поджатии к детали 1 второй свариваемойдетали 5 с давлением, меньшим, чемдавление акустического контакта, разогрев происходит за счет пограничного трения микронеровностей поверхностей и потерь на внутренее тренке.Причем снижение давления между свариваемыми деталями в зоне шва приводитк снижению остаточных напряжений вуказанной зоне, что псвышает прочность шва.П р и м е р, На торце волноводавысверлено два отверстия и нарезанарезьба, С помощью винтов и держателяТ-образный конец свариваемого материала жестко прикрепляется к волноводу (поперечное сечение в местесварки э=0,20 см, длина детали1=35 мм). Необходимое усилие в зонеконтакта материала - волновод Г=8 кг.Для поликарбоната усилие Г=8 кг создает деформацию на толщине 12 мм21596 45 50 55 10 15 2 О 25 3 О 35 3 = 37. С помощью в 1 лнтового соединения создают усилие Г = 8 кг в зонеконтакта волновод - материал, обеспечивающее деформацию 0,036 мм, Деформация основания Т-образного образца контролируется микрометром,Для обеспечения давления в зонеконтакта материал - материал применяется подпружиненная опора, противополокный конец которой соединен сдинамометром, При опускании опоры(сжатие пружины) динамометр показывает величину давления опоры,Предварительные эксперименты показывают, что величина усилия опорына материал, равная Г=5 кг, соответствует длине образца 1=40 мм.Эта схема позволяет создать усилиев зоне контакта волновод - материал,равное усилию акустического контактаГ:=8 кг, а усилие между поверхностямиматериалов равно усилию на опореГ=5 кг.Сваренные образцы (режим сварки:А=30 мкм, 2=17 кГц, е =2 с) испытывают на растяжение до и после проверки в четыреххлористом углероде(СС 1 ), Эксперименты показывают от 4сутствие трещинообразования, что позволяет получить сварное соединение сс прочностью 987. от основного материала как до, так и после проверкиДанные сравнения прочности сварных соединений, полученных известнымспособом и предложенным, приведеныв таблице. Формула изобретения Способ ультразвуковой сварки полимерных материалов, включающий сдавливание свариваемых материалов между волноводом и Опорой и пропускание ультразвуковых колебаний, о т л и - ч а ю щ и й .с я тем, что, с целью увеличения прочности сварного соединения за счет снижения внутреннего остаточного напряжения, перед сдавливанием осуществляют крепление одного свариваемого материала к волноводу с давлением акустического контакта, а давление материалов осуществляют с давлением, меньшим чем давление акустического контакта.1321596 Размеробразца,Материал Разрывное усилие, кГс Основной материал Сварное соединение Известныйспособ Предложенныйспособ 4 х 5 124 в 1 138- 142 144-148 Поликарбонат Полиметилметакрилат 5 х 6 96-102 118-126 130-136 6 х 8 199-206 214-223 230-236 Полистирол 4 х 5 57-62 Пластик ЛБС 80 - 86 72-76 Составитель Д, СадердиновРедактор Г. Волкова Техред Л.Олийнык Корректор В, Бутяга Заказ 2708/11 Тираж 564 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Йосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5