RU2749129C1 - Устройство для ручной ультразвуковой сварки полимерных материалов - Google Patents
Устройство для ручной ультразвуковой сварки полимерных материалов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2749129C1 RU2749129C1 RU2020119071A RU2020119071A RU2749129C1 RU 2749129 C1 RU2749129 C1 RU 2749129C1 RU 2020119071 A RU2020119071 A RU 2020119071A RU 2020119071 A RU2020119071 A RU 2020119071A RU 2749129 C1 RU2749129 C1 RU 2749129C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ultrasonic
- split
- waveguide
- welding
- polymer materials
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C65/00—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor
- B29C65/02—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure
- B29C65/08—Joining or sealing of preformed parts, e.g. welding of plastics materials; Apparatus therefor by heating, with or without pressure using ultrasonic vibrations
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области ультразвуковой точечной сварки полимерных материалов и может быть использовано для ручной сварки различных термопластичных материалов с помощью ультразвука. Заявленное устройство для ручной ультразвуковой сварки полимерных материалов содержит ультразвуковую колебательную систему, состоящую из ультразвукового волновода и магнитострикционного или пьезопреобразователя, корпус, кнопочный выключатель, крепежные элементы. Ультразвуковой волновод закреплен с помощью разрезной футорки, двух фиксирующих колец, одно из которых также выполнено разрезным, и накидной гайки. При этом две половины разрезной футорки и разрезного фиксирующего кольца обхватывают буртик со стороны большего торца волновода, смыкаясь в цельную конструкцию, второе неразрезное фиксирующее кольцо установлено со стороны меньшего торца волновода для фиксации буртика с другой стороны, а накидная гайка накручена и затянута на сомкнутую в цельную конструкцию футорку с разрезным кольцом. Форма ультразвукового волновода выбрана из экспоненциальной, конической, катеноидальной. Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение возможности использования ультразвуковых волноводов экспоненциальной, конической и катеноидальной формы без увеличения габаритных размеров устройства и его веса. 1 з.п. ф-лы, 5 ил.
Description
Изобретение относится к области ультразвуковой сварки полимерных материалов и может быть использовано для ручной точечной сварки различных термопластичных материалов с помощью ультразвука.
Известны ручные устройства для ультразвуковой сварки полимерных материалов (ультразвуковые пистолеты), выполненные на базе как магнитострикционных, так и пьезопреобразователей [1, 2]. Устройства содержат ультразвуковую колебательную систему в сборе с ультразвуковым волноводом и магнитострикционным или пьезопреобразователем, корпус, рукоятку с кнопочным выключателем и крепежные элементы, обеспечивающие закрепление ультразвуковой колебательной системы. В основном в таких устройствах используются ультразвуковые волноводы ступенчатой формы.
Недостатком известных устройств является несовершенство их конструктивного исполнения, заключающегося в том, что использование в них ультразвуковых волноводов экспоненциальной, конической и катеноидальной формы приводит к увеличению габаритных размеров устройства и его веса.
Ультразвуковые волноводы рассчитываются как волновые или полуволновые резонансные системы с наличием у них узла «нулевого смещения», конструктивно выполняемого в виде буртика, за который и происходит его крепление в устройстве. Таким образом, для крепления экспоненциальных, конических и катеноидальных волноводов наружный диаметр этого буртика необходимо выполнять большим относительно диаметра входного торца волновода, соединенного с преобразователем. Это приводит к увеличению габаритных размеров устройства и его веса, что делает его некомфортным для длительного использования, например, в условиях массового производства.
Предлагаемое устройство лишено указанного недостатка. В предлагаемом устройстве для крепления ультразвуковых волноводов экспоненциальной, конической и катеноидальной формы за буртик «нулевого смещения» используется разрезная футорка, два фиксирующих кольца, одно из которых тоже выполнено разрезным, и накидная гайка. При этом, две половины разрезной футорки и разрезного фиксирующего кольца обхватывают буртик со стороны большего торца волновода, смыкаясь в цельную конструкцию, второе неразрезное фиксирующее кольцо устанавливается со стороны меньшего торца волновода и фиксирует буртик с другой стороны, затем накидная гайка накручивается на сомкнутую в цельную конструкцию футорку и затягивается, обеспечивая закрепление волновода.
Технический результат предлагаемого устройства для ручной ультразвуковой сварки полимерных материалов проявляется в возможности использования ультразвуковых волноводов экспоненциальной, конической и катеноидальной формы без увеличения габаритных размеров устройства и его веса.
Общий вид предлагаемого устройства представлен на фигуре 1, продольный разрез устройства на фигуре 2. Конструктивно устройство состоит из ультразвуковой колебательной системы в сборе, состоящей из ультразвукового волновода 1, соединенного с магнитострикционным преобразователем 2 с помощью припаянного к нему переходника 3. Крепление ультразвуковой колебательной системы осуществляется с помощью разрезной футорки 4, одного разрезного фиксирующего кольца 5, одного неразрезного фиксирующего кольца 6 и накидной гайки 7. Закрепленная ультразвуковая колебательная система устанавливается в корпус 8, путем ввинчивания в него футорки 4. На корпусе устройства смонтирован кнопочный переключатель 9, падающий сигнал в ультразвуковой генератор для подачи напряжения на обмотку 10 магнитострикционного преобразователя. Разъем 11, установленный в корпусе, служит для соединения устройства с ультразвуковым генератором с помощью электрического кабеля. Штуцер 12 служит для подвода сжатого воздуха для охлаждения магнитострикционного преобразователя, а также для охлаждения зоны сварки. Скобу 13, установленную в корпусе, при необходимости возможно использовать для размещения устройства на подвесном балансире непосредственно на производственном участке.
На фигуре 3 представлена схема, поясняющая принцип крепления ультразвуковой колебательной системы. Крепление осуществляется с помощью разрезной футорки 4, двух фиксирующих колец, одно из которых выполнено также разрезным и накидной гайки (на фигуре с целью упрощения восприятия фиксирующие кольца и накидная гайка не показаны). При этом, две половины разрезной футорки и разрезного фиксирующего кольца обхватывают буртик «нулевого смещения» ультразвукового волновода 1 со стороны его большего торца, смыкаясь в цельную конструкцию, второе неразрезное фиксирующее кольцо устанавливается со стороны его меньшего торца и фиксирует буртик с другой стороны, затем накидная гайка накручивается на сомкнутую в цельную конструкцию футорку с фиксирующими буртик кольцами и затягивается, обеспечивая закрепление волновода.
На фигуре 4 представлено фото ультразвуковой колебательной системы, закрепленной в футорке.
Принцип работы устройства.
Устройство ручной ультразвуковой сварки предназначено для осуществления процесса точечной сварки термопластичных полимерных материалов.
Процесс ультразвуковой сварки (УЗС) представляет собой сварку давлением (ГОСТ 2601-74), осуществляемую при воздействии продольных ультразвуковых колебаний рабочего торца сварочного инструмента. УЗС сопровождается повышением температуры в зоне сварки, деформированием и диффузией соединяемых материалов.
На обмотку возбуждения устройства от ультразвукового генератора подается напряжение, при этом в пакете магнитострикционного преобразователя создается переменный магнитный поток. Под воздействием этого потока пакет изменяет свои линейные размеры с частотой равной частоте переменного тока возбуждения. Таким образом, в пакете возникают продольные механические колебания, которые передаются волноводу и далее через его рабочий торец в зону сварки.
Сжатый воздух через штуцер попадает в полость корпуса, охлаждая обмотку возбуждения магнитострикционного преобразователя, а затем поступает, посредством каналов, в направлении зоны сварки отбрасывая загазованность и задымленность на значительные расстояния.
В процессе ультразвуковой сварки рабочий торец волновода колеблется и передает колебания через привариваемую пластмассу в зону контакта свариваемых пластмасс. В результате трения и деформирования взаимодействующих поверхностей пластмасс в контактной зоне повышается температура. Производительность и качество сварки регулируется величиной амплитуды колебаний рабочего торца волновода.
На фигуре 5 показан процесс использования устройства для ультразвуковой сварки.
Список использованных источников
1. Волков С.С. Сварка пластмасс ультразвуком / С.С. Волков, Б.Я. Черняк. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Химия, 1986. - 256 с.
2. Хмелев В.Н. Ультразвуковая сварка термопластичных материалов: монография / В.Н. Хмелев, А.Н. Сливин, А.Д. Абрамов, С.С. Хмелев. Алт. гос. техн. ун-т, БТИ. - Бийск: Изд-во Алт. гос. техн. ун-та, 2014 . - 281 с.
Claims (2)
1. Устройство для ручной ультразвуковой сварки полимерных материалов, содержащее ультразвуковую колебательную систему, состоящую из ультразвукового волновода и магнитострикционного или пьезопреобразователя, корпус, кнопочный выключатель, крепежные элементы, отличающееся тем, что ультразвуковой волновод закреплен с помощью разрезной футорки, двух фиксирующих колец, одно из которых также выполнено разрезным, и накидной гайки, при этом две половины разрезной футорки и разрезного фиксирующего кольца обхватывают буртик со стороны большего торца волновода, смыкаясь в цельную конструкцию, второе неразрезное фиксирующее кольцо установлено со стороны меньшего торца волновода для фиксации буртика с другой стороны, а накидная гайка накручена и затянута на сомкнутую в цельную конструкцию футорку с разрезным кольцом.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что форма ультразвукового волновода выбрана из экспоненциальной, конической, катеноидальной.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020119071A RU2749129C1 (ru) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | Устройство для ручной ультразвуковой сварки полимерных материалов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020119071A RU2749129C1 (ru) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | Устройство для ручной ультразвуковой сварки полимерных материалов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2749129C1 true RU2749129C1 (ru) | 2021-06-04 |
Family
ID=76301455
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020119071A RU2749129C1 (ru) | 2020-06-01 | 2020-06-01 | Устройство для ручной ультразвуковой сварки полимерных материалов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2749129C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1168430A1 (ru) * | 1983-07-04 | 1985-07-23 | Предприятие П/Я А-7555 | Устройство дл ультразвуковой сварки термопластичных материалов |
| RU18153U1 (ru) * | 2001-02-16 | 2001-05-27 | Белов Алексей Анфимович | Установка для изготовления раздвижных строительных блоков сотового типа из полимерных материалов |
| KR20030031434A (ko) * | 2001-10-15 | 2003-04-21 | 조벨레 홀딩 에스피에이 | 전기적 확산 장치용 가열 장치 |
| RU2282525C1 (ru) * | 2004-12-31 | 2006-08-27 | Юрий Васильевич Холопов | Устройство для ультразвуковой обработки материалов |
| RU128551U1 (ru) * | 2012-11-23 | 2013-05-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Ультразвуковой пистолет для сварки листовых полимерных материалов |
-
2020
- 2020-06-01 RU RU2020119071A patent/RU2749129C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1168430A1 (ru) * | 1983-07-04 | 1985-07-23 | Предприятие П/Я А-7555 | Устройство дл ультразвуковой сварки термопластичных материалов |
| RU18153U1 (ru) * | 2001-02-16 | 2001-05-27 | Белов Алексей Анфимович | Установка для изготовления раздвижных строительных блоков сотового типа из полимерных материалов |
| KR20030031434A (ko) * | 2001-10-15 | 2003-04-21 | 조벨레 홀딩 에스피에이 | 전기적 확산 장치용 가열 장치 |
| RU2282525C1 (ru) * | 2004-12-31 | 2006-08-27 | Юрий Васильевич Холопов | Устройство для ультразвуковой обработки материалов |
| RU128551U1 (ru) * | 2012-11-23 | 2013-05-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) | Ультразвуковой пистолет для сварки листовых полимерных материалов |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| ВОЛКОВ С.С. И ДР., ВЛИЯНИЕ МАТЕРИАЛА И ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ ФОРМЫ ВОЛНОВОДОВ НА ПРОЦЕСС УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ ПЛАСТМАСС, ВЫПУСК 10 (715), 2019, ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. МАШИНОСТРОЕНИЕ. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8950458B2 (en) | System and method for mounting ultrasonic tools | |
| AU731135B2 (en) | Methods and devices for joining transmission components | |
| KR100342663B1 (ko) | 초음파진동접합장치 | |
| US5976316A (en) | Non-nodal mounting system for acoustic horn | |
| JP4116570B2 (ja) | 振動要素のための装着システム及び装着システムを形成するための方法 | |
| JP7082434B2 (ja) | 超音波接合装置 | |
| WO2008080888A1 (en) | Device for producing ultrasonic vibrations | |
| US20100147466A1 (en) | Ultrasonic head and transducer for ultrasonic soldering of plastics | |
| US9993970B2 (en) | Cross seam joining device for joining a sealing seam for a flexible packaging | |
| JP4755102B2 (ja) | 超音波ホーンマウント | |
| KR20190020760A (ko) | 초음파 진동 부여구 및 초음파 가공 장치 | |
| RU2749129C1 (ru) | Устройство для ручной ультразвуковой сварки полимерных материалов | |
| US8056792B2 (en) | Scalloped horn | |
| KR101951533B1 (ko) | 초음파 유량계 | |
| US20160368200A1 (en) | Method for joining a sealing seam of a tubular bag packaging by means of an ultrasound applicator and longitudinal seal joining device for use with said method | |
| US4088257A (en) | Ultrasonic spot welder | |
| JP4883617B2 (ja) | 超音波多周波振動体、超音波振動ユニット、超音波振動装置、超音波処理装置、先端面超音波放射装置、先端面超音波受波装置、及び、超音波加工装置 | |
| CN214978464U (zh) | 产生圆周拉伸振动的焊头和焊接设备 | |
| JP7492391B2 (ja) | 超音波接合装置、超音波接合装置のチップ部材及びチップ部材の取付方法 | |
| JP6228011B2 (ja) | 質量体の振動運動を発生させるための方法及び装置 | |
| RU94488U1 (ru) | Ультразвуковая колебательная система | |
| JP6832564B2 (ja) | 集束音場形成装置 | |
| CN112756764A (zh) | 产生圆周拉伸振动的焊头和焊接设备 | |
| JP2005059090A (ja) | ダイスホルダおよび超音波引き抜き加工装置 | |
| JP2022037621A (ja) | 超音波複合振動装置 |