Способ передаточной ультразвуковой сварки деталей из полимерных материалов

Союз СоветскмхСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯХ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 979140(5 )М. Кл. В 29 С 27/08 Ьеударствпшый комитат СССР ие двлам кзабрвтенвЯ и еткрыткЯ. 54) СПОСОБ ПЕРЕДАТОЧНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВИзобретение относится к областисварки, в частности, к технологииультразвуковой сварки пластмассовыхдеталей, и может найти применение вмашиностроении и других отрасляхпромышленности,Известен способ ультразвуковойсварки деталей, включающий сдавлива-.ние деталей и введение в них ультразвукорых колебаний, возникающих всвариваемых материалах при релаксаци.онных процессах 1,1,В известном способе учитываютсяи используются свойства свариваемыхматериалов на микроскопическом уровне: колебания, сопровождающие возникновение и движение дефектов структуры, развитие трещин, перестройкумежкристаллитных границ и т.д.,происходящие главным образом в результате деформации свариваемых материалов, а также резонансные эффектыот совпадения частоты вводимых коле баний с собственной частотой перечисленных элементов структуры материалов.Указанный способ может быть применен для точечной и шовной сварки металлов, возможно использование его для сварки полимерных материалов, однако, из-эа большого поглощения энергии свариваемых материалов, ввод ко-. лебаний необходимо осуществлять в непосредственной близости к зоне соединения (только контактная сварка),Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ передаточной ультразвуковой сварки деталей иэ полимерных материалов, включающий приложение к свариваемым деталям статического давления и пропускание ультразвуковых колебаний21.Недостатком известного способа являются невысокая стабильность получаемых соединений, вызываемая нерав97914 формула изобретения 3номерйостью выделения энергии по всему периметру контакта деталей, возникновение дефектов на поверхности деталей в месте соединения и в месте контакта со сварочным инструментом из-за подвода большого уровня ультразвуковой энергии, необходимой для образования сварного соединения, так как в способе не учитываются физико-механические свойства щ и конструкция свариваемых деталей (плотность, геометрия, скорость зву. ка и т. д.).Целью изобретения является повышение качества сварного соединения и уменьшение энергетических затрат.Указанная цель достигается.тем, что в способе передаточной ультразвуковой сварки деталей из полимерных материалов, включающем приложение к свариваемым деталям статического. давления и пропускание ультразвуковых колебаний, согласно изобретению перед приложением давления к свариваемым деталям определяют собственную частоту механических колебаний по меньшей мере одной из свариваемых деталей, а ультразвуковые колебания пропускают с частотой, равной или кратной собственной частоте механических колебаний этой детали. Такое осуществление способа пре - 1 дусматривает использование резонанс - . ных свойств самих деталей, т, е. макроскопических дефектов вследствие совпадения частоты вводимых колебаний с собственной частотой одной из соединяемых деталей. Такой прием приводит к резкому увеличению амплитуды40 колебаний детали, что позволяет снизить величину используемой для сварки колебательной энергии, в также повысить качество сварных соединений путем повышения равномерности и стабильности соединения.Способ передаточной ультразвуковой сварки деталей заключается в следующем.Берут контрольные образць 1 деталей, подвергающихся сварке, определяют с помощью измерительного прибора или расчетным путем собственную частоту механических колебаний по меньшей мере одной из них, затем свариваемые поверхности деталей соединяют, прилагая к ним статическое давление, и вводят ультразвуковые колебания, равные или кратные определенной ранее 0 1собственной частоте механических колебаний одной из свариваемых деталей,П р и м е р. Ультразвуковой сварке подвергали деталь БЛ 7.245,460 из материала ЛСО-М, ОСТ 6-01-67-72 и деталь БЛ 7.526.091 из материала ЛСО-М ОСТ 6-01-67-72, Перед началом процесса сварки измерили собственную частоту колебаний детали БЛ 7,245,460 путем приклейки к ней пьезоэлектрической пластины и регистрации амплитудно- частотных характеристик с помощью прибора М 1-46. она оказалась равной 57,5 кГц, Эту частоту приняли за рабочую соединили свариваемые поверхности деталей с приложением статического давления, и сварочным инструментом, прикладывая его к детали БЛ 7.245.460, вводили ультразвуковые колебания, равные 57,5 кГц в течение 0,3 с. Оценка качества сварного соединения проводилась визуально; на поверхности сборки дефектов не обнаружено (наплывов, выплесков пластмассы, сле дов от сварочного инструмента),Предлагаемый способ ультразвуковой сварки позволяеет учитывать физико-механические свойства и конструкцию свариваемых деталей: их плотность, геометрию, скорость звука и т. д., что, в свою очередь, ведет к . повышению качества сварного соединения, уменьшению энергозатрат на его образование, предотвращает возникновение дефектов в месте приложения сварного инструмента. Способ передаточной ультразвуковой сварки деталей из полимерных материалов, включающий приложение к свариваемым деталям статического давления и пропускание ультразвуковых колебаний, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества сварного соединения и уменьшения энергетических затрат, перед приложением давления к свариваемым деталям определяют собственную частоту механических колебаний по меньшей мере одной из свариваемых деталей и ультразвуковые колебания пропускают с ча - стотой, равной или кратной собствен979140 Составитель Н. ЕлисееваРедактор Н. Коляда Техред. М,Тепер Корректор Г.Огар Тираж 679 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, 3-35, Раувская наб д. 4/5Заказ 9496/21 филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,5ной частоте механических колеоанийэтой детали. Источики информации,принятые во внимание при экспертизе