Способ высокочастотной сварки полимерных материалов

,ЯО КОМИТЕТ СССР НИЙ И ОТКРЫТИ ОП БР НИЕ ОРСКО(56) 1. Авторское958118, кл. В 22. Тростянскаямасс. М., Мс, 130 в 1 (прото стей материаловячей волны при, отличающийсяия качества свасчет повышенматериала по длия температурндлине шва осущо квадрату наого поля, осущесод тепла в местмов квадрата напо поля, а минимаения минимумовэлектрического трическом епла черезс целью тяженных омерности путем выя, отвод н и Н. А.88,8)свидетель9 С 27/04 ркулов о СС980. яют пропо нности элмаксимал асположен ности элек Е. Б. и дашиностртип)(54) (57) СПОСО НОЙ СВАРКИ ПОЛ ЛОВ, включающии ме на Ф Уг СУДАРСТВЕННЫДЕЛАМ ИЗОБ ВИДЕТЕЛЬСТВУ Сварка пластение, 1967 ВЫСОКОЧАСТО ЕРНЫХ МАТЕРИ ев соединяемых ш В 29 С 27/О поверхно поле сто электрод повышен ш вов за нагрева равниван тепла по циональн ктрическ ный отв максиму рическог располож женности 1090574 А в электводе тем, чторки проя равнне шваго полествлряжевляяах ряженьный -квадраТакое осуществление способа обеспечивает выравнивание температурного поля по длине сварного шва, а следовательно, повышение качества сварки.На фиг. 1 и 2 представлены графики распределения квадрата напряженности электрического поля стоячей волны Е" в свариваемом шве детали на длинеравной длине сварочного электрода при использовании различных частот Г; на фиг. 3-6 - вариан 55 1Изобретение относится к сварке полимерных материалов, в частности, с применением высокочастотного или сверхвысоко- частотного нагрева.Известен способ сварки полимерных материалов в электрическом поле стоячей волны с использованием электрода, состоящего из размещенных перпендикулярно его рабочей поверхности элементов с различной способностью к отводу тепла с поверхности свариваемого материала 1.Недостатком да нного способа является низкое качество сварки протяженных швов из-за неравномерности нагрева по длине электрода, обусловленной неравномерностью распределения напряженности Е.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ высокочастотной сварки полимерных материалов в электрическом поле стоячей волны при отводе тепла через электрод 12,Недостатком указанного способа является низкое качество сварных соединений при сварке протяженных швов, т,е. швов, длина которых соизмерима с длиной электромагнитной волны. Это обусловлено тем, что наличие поля стоячей волны при такой длине электродов, характеризуемое максимумами и минимумами напряженности электрического поля Е, не обеспечивает в большинстве случаев достаточной равномерности распределения температуры в сварном шве.Целью изобретения является повышение качества сварки протяженных швов за счет повышения равномерности нагрева материала по длине шва путем выравнивания температурного поля.Указанная цель достигается тем, что согласно способу высокочастотной сварки полимерных материалов, включающему нагрев соединяемых материалов в электрическом поле стоячей волны при отводе тепла через электрод, отвод тепла по длине шва осуществляют пропорционально квадрату напряженности электрического поля, осуществляя максимальный отвод тепла в местах расположения максимумов квадрата напряженности электрического поля, а минимальный - в местах расположения минимумов квадрата напряженности электрического поля. 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 ты расположения вдоль сварного шва элементов электродов.Способ высокочастотной сварки полимерных материалов осуществляют следующим образом.Предварительно определяют распределение максимумов и минимумов квадрата напряженности электрического поля в материале свариваемой детали с использованием однородного электрода 1. Для этого располагают изделие 2 на противоэлектроде 3, создают давление на материал шва и добиваются сварки материала.По длине Х сварного шва (фиг. 1 и 2), равного длине сварочного электрода, стоячая волна в зависимости от частоты может быть распределена различным образом. Г 1 ри этом так как в случае стоячих волн значения квадрата напряженности электрического поля Е ( Д;) по длине шва существенно различаются, то различается удельная мощность диэлектрических потерь р, характеризующая интенсивность нагрева свариваемого материала и равная:Р - 2 П" Е, Вт(мзгде , =8,86 1 О -- , -- диэлектрическаяпроницаемость вакуума;- коэффициент диэлектрическихпотерь.Это приводит обычно к неравномерности нагрева.Места расположения максимумов и минимумов квадрата напряженности электрического поля в материале шва можно определить, например, по температурному полю или по распределению прочностных характеристик по длине сварного шва. Затем располагают элементы составного электрода 4 так, чтобы в найденных местах шва с максимальными квадратами напряженности электрического поля Е находились элементы (А, В, С) электрода 4 с максимальной теплоотводящей способностью ( Д ) (фиг. 3), а в минимумах Еп 1, - элемен 2ты (Р, Е) электрода 4 с минимальной тепло- отводящей способностью Яи. Затем производят сварку деталей. При таком расположении элементов электрода 4 отвод тепла по длине шва происходит неравномерно, а именно пропорционально квадрату напряженности электрического поля, причем максимальный теплоотвод происходит в местах расположения максимумов квадрата напряженности электрического поля, а минимальный - в местах расположения минимумов квадрата напряженности электрического поля. Устанавливаемый на свариваемые детали соста вной электрод может включать элементы с промежуточными значениями тепло- отводящей способности ( ЯваЛ,(Л( ЛЛаях) соответственно в порядке возрастания или убывания найденного распределения квад(р 7 Е п рата напряженности электрического поля всвариваемом материале (фиг. 4). Различный теплоотвод с поверхности свариваемого материала обеспечивают также элементы из одинаковых материалов, но различной толщины (фиг. 5 и 6), при этом в случае сварки полимерных пленок, когда процесс нагрева происходит в течение долей секунды или нескольких секунд, более интенсивный отвод тепла обеспечивают элементы большей толщины. Поэтому элементы максимальной толщины Н,располагают в максимум ах найденного распределения квадрата напряженности электрического поля Е" по сварному шву, а элементы минимальной толщины Н 1 - в минимумахйЕ пцоДля расширения возможностей способацелесообразно использова ние элементов с плавными переходами от большей толщины к меньшей (фиг. 6),Способ согласно изобретению позволяет 10 повысить качество сварки за счет повышения равномерности нагрева и снизить количество дефектов в и здел и ях.1090574 оставитель Н. Е хред И. Вересраж 640 Зимокосов нного комитета СССР ений и открытийРаушская наб., д. 4/ Ужгород, ул. Проектна ВНИИПИ Гопо делам113035, Москва илиал ППП Па сударствеизобрет Ж - 35 тент, г. Н