SU1384395A1 - Способ ультразвуковой сварки деталей из термопластов - Google Patents

Способ ультразвуковой сварки деталей из термопластов Download PDF

Info

Publication number
SU1384395A1
SU1384395A1 SU864076121A SU4076121A SU1384395A1 SU 1384395 A1 SU1384395 A1 SU 1384395A1 SU 864076121 A SU864076121 A SU 864076121A SU 4076121 A SU4076121 A SU 4076121A SU 1384395 A1 SU1384395 A1 SU 1384395A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
welding
amplitude
vibrations
microns
oscillating
Prior art date
Application number
SU864076121A
Other languages
English (en)
Inventor
Владимир Александрович Поваляев
Лема Абдулхажиевич Бекмурзаев
Наталья Сергеевна Байрамукова
Станислав Степанович Волков
Original Assignee
Шахтинский Технологический Институт Бытового Обслуживания
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шахтинский Технологический Институт Бытового Обслуживания filed Critical Шахтинский Технологический Институт Бытового Обслуживания
Priority to SU864076121A priority Critical patent/SU1384395A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1384395A1 publication Critical patent/SU1384395A1/ru

Links

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
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/01—General aspects dealing with the joint area or with the area to be joined
    • B29C66/05—Particular design of joint configurations
    • B29C66/10—Particular design of joint configurations particular design of the joint cross-sections
    • B29C66/11—Joint cross-sections comprising a single joint-segment, i.e. one of the parts to be joined comprising a single joint-segment in the joint cross-section
    • B29C66/112—Single lapped joints
    • B29C66/1122—Single lap to lap joints, i.e. overlap joints
    • 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
    • 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
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/40—General aspects of joining substantially flat articles, e.g. plates, sheets or web-like materials; Making flat seams in tubular or hollow articles; Joining single elements to substantially flat surfaces
    • B29C66/41—Joining substantially flat articles ; Making flat seams in tubular or hollow articles
    • B29C66/43—Joining a relatively small portion of the surface of said articles
    • 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
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/73—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/739—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/7392—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic
    • B29C66/73921—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the material of at least one of the parts being a thermoplastic characterised by the materials of both parts being thermoplastics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области сварки термопластов ультразвуком. Цель - повьшение прочности сварного соединени  и упрощение управлени  процессом сварки. Дл  этого сварку провод т с помощью двух противоположно расположенных инструментов, колеблющихс  с ультразвуковой частотой, причем один из инструментов колеблетс  с амплитудой 40 - 50 мкм, другой - с амплитудой 20-25 мкм. При достижении температуры сварки в зоне шва прекращают колебани  инструмента, колеблющегос  с большей амплитудой, и после охлаждени  шва прекращают колебани  второго инструмента. 2 табл.

Description

с
00
4 оо со ел
Изобретение относитс  к сварке пластмасс, а именно к способам сварки ультразвуком термопластичных материалов ,
Цель изобретени  - повышение прочности сварного соединени  и упрощение управлени  процессом сварки.
Сущность способа сварки заключаетс  в сдавливании свариваемых деталей между торцами двух противоположно расположенных инструментов, нагреве материала в зоне шва до температуры сварки путем создани  колебаний торцов инструментов с ультразвуковой частотой, причем на торце одного инструмента создают колебани  с амплитудой 40 - 50 мкм, а на торце другого инструмента - колебани  с амплитудой 20 - 25 мкм и при дости- жении температуры сварки в зоне шва прекращают колебани  инструмента, колеблющегос  с большей амплитудой, после охлаждени  шва прекращают колебани  второго инструмента.
.Данный способ позвол ет в момент достижени  температурного интервала в зкотекучего состо ни  приостановить рост температуры с обеспечением формировани  сварного шва, Формиро- вание шва производитс  акустическим узлом с амплитудой колебаний излучател  на резонансной частоте 20 - 25 мкм. Термографирование процесса сварки показало, что пониженна  температура позвол ет перемешивать расплав материала, наход щийс  в в зко- текучем состо нии без прироста температуры . Снижение конечной температур сварки до интервала в зкотекучего состо ни  позвол ет исключить термодеструкцию материала в зоне сварного шва, что улучшает прочность и долговечность сварного соединени .
Пример, Производилась ультразвукова  сварка образцов из полистирола размером 100x20 мм с толщиной 2 мм швом внахлестку. Сварка производилась на сварочной установке УПМ-21. В качестве первой акустической системы использовались; магнито- стрикционный преобразователь (материал пакеиа-пермендюр, резонансна  частота - 18 кГц, мощность - 1,5 кВт ножевой экспоненциальный волновод с выходом 25x3 мм (материал - алюми- ниев сплав, амплитуда колебаний пр резонансной частоте и максимальной мощности - 35 мкм). В качестве второй акустической системы (на месте опоры) использовалс  аналогичный преобразователь, а в качестве волновода - ножевой ступенчатый волновод с выходом 30x5 мм (материал - сталь ЗОхГСА, амплитуда колебаний при резонансной частоте и максимальной мощности - 20 мкм), Дл  регистрации температур использовались термопары группы хромель-копель с диаметром спа  0,3 мм. Отключение первой акустической системы при достижении температурного интервала в зкотекучего состо ни  материала (230 С) производилось с помощью миливольтметра типа Ш4501 с йвухпозиционным регулирующим устройством магнитоэлектрической системы., который используетс  дл  измерени  и двухпозиционного регулировани  температуры, в комплекте с термоэлектрическим преобразователем градуировочных характеристик ПР 30/668, В качестве источников питани  акустических систем использовались ультразвуковые генераторы УЗГ-5-1,6 мощностью 1,6 кВТ,
Результаты термографировани  процесса сварки по существующим и предлагаемому способу приведены в табл.1 Момент отключени  ультразвуковых колебаний дл  всех способов сварки оптимизировалс  по прочности (испытани на раст жение),
Таблица 1
УЗ С с одним акустическим узлом (первым)
Испытани  на раст жение производились на разрывной машине РТ-250. Дл  оценки долговечности сварного соеди- 25 нени  производилось старение в термошкафу при 1 2(УС и времени выдержки 240 ч.
В табл.2 приведены результаты механических испытаний сварных обУЗС с одним
акустическим
узлом (первым)
и опорой
УЗС по прототипу
УЗС по предлагаемому способу
разцов, полученных существующими и предлагаемым способом, где - относительна  прочность сварного соединени  от прочности образца из основного материала; t/ c - то же, после искусственного старени .
Таблица2
55 45
85

Claims (1)

  1. Формула из обретения
    Способ ультразвуковой сварки деталей из термопластов, включающий сдавливание свариваемых деталей между торцами двух противоположно расположенных инструментов, нагрев материала в зоне шва до температуры сварки путем создания колебаний торцов инструментов с ультразвуковой частотой и охлаждение, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности сварного соединения и упрощения управления процессом сварки, в процессе нагрева на торце одного инструмента создают колебания с амплитудой 40 - 50 мкм, а на торце • другого инструмента - колебания с амплитудой 20 - 25 мкм и при достижении температуры сварки в зоне шва прекращают колебания инструмента, колеблющегося с большей амплитудой.
SU864076121A 1986-05-16 1986-05-16 Способ ультразвуковой сварки деталей из термопластов SU1384395A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864076121A SU1384395A1 (ru) 1986-05-16 1986-05-16 Способ ультразвуковой сварки деталей из термопластов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU864076121A SU1384395A1 (ru) 1986-05-16 1986-05-16 Способ ультразвуковой сварки деталей из термопластов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1384395A1 true SU1384395A1 (ru) 1988-03-30

Family

ID=21240881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU864076121A SU1384395A1 (ru) 1986-05-16 1986-05-16 Способ ультразвуковой сварки деталей из термопластов

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1384395A1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Золкой С.С. и др. Сварка пластмасс ультразвуком. - М.: Хими , 1974, с.19. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tsujino et al. New methods of ultrasonic welding of metal and plastic materials
Tsujino et al. Transverse and torsional complex vibration systems for ultrasonic seam welding of metal plates
EP1879688B1 (en) Sonication of a medium
US3184841A (en) Method and apparatus employing vibratory energy for bonding metals
JP7443259B2 (ja) 所定の溶着強度との相関関係に基づいてそれに関連する溶融層厚さを特定する方法
Rashli et al. A Review of Ultrasonic Welding of Thermoplastic Composites.
Tsujino et al. Welding characteristics and temperature rise of high frequency and complex vibration ultrasonic wire bonding
SU1384395A1 (ru) Способ ультразвуковой сварки деталей из термопластов
Tsujino et al. Welding characteristics of ultrasonic seam welding system using a complex vibration circular disk welding tip
Tsujino et al. Ultrasonic seam welding system using a complex vibration circular disk in transverse and torsional vibrations
Tsujino et al. Frequency characteristics of ultrasonic wire bonding using high frequency vibration systems of 40 kHz to 780 kHz
Tsujino et al. Frequency Characteristics of Ultrasonic Plastic Welding (27kHz to 180kHz Ultrasonic Plastic Welding Systems)
Adachi et al. Construction of torsional-vibration systems with a hollow cylindrical bolt-clamped langevin-type transducer and their application to ultrasonic plastic welding
Hongoh et al. Configuration of a 20-mm-diameter 150 kHz ultrasonic longitudinal vibration system for plastic welding
SU1212837A1 (ru) Способ ультразвуковой сварки полимерных материалов
Tamada et al. Vibration characteristics of the welding tip and welding sample in ultrasonic welding using planar vibration
JP3340475B2 (ja) 超音波溶着装置
Tsujino et al. Welding of flat copper braid wire specimens using ultrasonic complex vibration-Direct machining of terminal parts on flat braided wires
Iijima et al. Ultrasonic joining of silicon nitride plates without an adhesive material using a 19 kHz vibration system
Tsujino et al. Welding characteristics of ultrasonic plastic welding using two-vibration-system of 90 kHz and 27 or 20 kHz and complex vibration systems
JP3189241B2 (ja) 動的弾性率及び剛性率の測定方法及びその測定装置
Tsujino et al. Welding characteristics of various metal plates ultrasonic seam and spot welding systems using a complex vibration welding tip
SU1744635A1 (ru) Способ неразрушающего контрол прочности сварных соединений
Tsujino et al. Vibration characteristics of a large-capacity complex vibration source using a titanium alloy complex transverse vibration rod with two stepped parts
JPH08313497A (ja) 接合装置