SU1669749A1 - Способ ультразвуковой стыковой сварки деталей из полимерных материалов - Google Patents

Способ ультразвуковой стыковой сварки деталей из полимерных материалов Download PDF

Info

Publication number
SU1669749A1
SU1669749A1 SU884464044A SU4464044A SU1669749A1 SU 1669749 A1 SU1669749 A1 SU 1669749A1 SU 884464044 A SU884464044 A SU 884464044A SU 4464044 A SU4464044 A SU 4464044A SU 1669749 A1 SU1669749 A1 SU 1669749A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
parts
filler material
welding
metal core
tubular
Prior art date
Application number
SU884464044A
Other languages
English (en)
Inventor
Борис Яковлевич Черняк
Борис Эликович Френкель
Владимир Александрович Боков
Федор Евгеньевич Ляшко
Валентин Дмитриевич Варкалист
Юрий Николаевич Вершинин
Григорий Геннадьевич Свалов
Original Assignee
Ташкентский Автомобильно-Дорожный Институт
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 Ташкентский Автомобильно-Дорожный Институт filed Critical Ташкентский Автомобильно-Дорожный Институт
Priority to SU884464044A priority Critical patent/SU1669749A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of SU1669749A1 publication Critical patent/SU1669749A1/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
    • 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
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/0261—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using ultrasonic or sonic 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
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/02—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C43/18—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of definite length, i.e. discrete articles incorporating preformed parts or layers, e.g. compression moulding around inserts or for coating 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
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/54—Joining several hollow-preforms, e.g. half-shells, to form hollow articles, e.g. for making balls, containers; Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles
    • B29C66/547—Joining several hollow-preforms, e.g. half-cylinders, to form tubular articles, e.g. endless tubes
    • 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
    • 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
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/74—Moulding material on a relatively small portion of the preformed part, e.g. outsert moulding
    • 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
    • B29C66/80—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof
    • B29C66/83—General aspects of machine operations or constructions and parts thereof characterised by the movement of the joining or pressing tools
    • B29C66/832—Reciprocating joining or pressing tools
    • B29C66/8322—Joining or pressing tools reciprocating along one axis

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Lining Or Joining Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к сварке пластмасс, а именно к ультразвуковой сварке трубчатых деталей из термопластичных полимерных материалов встык. Цель - повышение качества сварного соединени  при сварке трубчатых деталей, расположенных на металлическом сердечнике. Дл  этого в способе ультразвуковой стыковой сварки деталей из полимерных материалов при введении между соедин емыми поверхност ми деталей присадочного материала осуществл ют линейный контакт его с металлическим сердечником, размеща  присадочный материал с зазором относительно соедин емых поверхностей. При пропускании через присадочный материал ультразвука осуществл ют формование из него вокруг металлического сердечника промежуточного трубчатого элемента с соединением его продольных кромок и течение присадочного материала в продольном направлении на наружную поверхность трубчатых деталей, осуществл   ввод ультразвука в трубчатые детали через расплав присадочного материала. 6 ил.

Description

Изобретение относитс  к сварке пластмасс , а именно к ультразвуковой сварке трубчатых деталей из термопластичных полимерных материалов встык.
Цель изобретени  - повышение качества сварного соединени  при сварке трубчатых Деталей, расположенных на металлическом сердечнике.
На фиг.1 изображено расположение свариваемых деталей и присадочного материала относительно друг друга и рабочих торцов волноводов в аксонометрии перед сваркой; на фиг.2 - то же, поперечное сечение , перед включением ультразвука; на фиг.З - то же, в процессе формовани  промежуточного трубчатого элемента; на фиг.4 - продольное сечение образующегос  сварного соединени  перед выключением ультразвука; на сЈиг.5 - график зависимости диссипации (F) энергии от удаленности от
ентра металлического сердечника Г -Г0 п
5 ,где г, r0, R - текущий внутренний Ко Го )
и наружный радиусы промежуточного трубчатого элемента соответственно; на фиг.6 - график распределени  по длине промежуточного трубчатого элемента напр жени  электрического пробо  сварного соединени .
Способ ультразвуковой стыковой сварки деталей из полимерных материалов заключаетс  в следующем.
Присадочный термопластичный материал (фиг.1 и 2) в виде присадочных элеменО
о о VI ю
чов 1, образующих при укладывании на металлический сердечник 2 линейный геометрический контакт с ним, размещают с зазором между соедин емыми поверхност ми трубчатых деталей 3, расположенных на сердечнике 2. В качестве присадочных элементов 1 используют, например, призматические термопластичные пластины или цилиндры в паре с цилиндрическим металлическим сердечником. Присадочные эле менты 1 сжимают между сварочными волноводами 4 и включают ультразвук.
Вследствии того, что контакт присадочных элементов 1 в виде пластин с сердечником 2 осуществл ют по линии, в этой зоне возникают, значительные напр жени  и происходит преимущеспенный pmcrpet ее. Это, в соою очо| дь, обуслаг.тит) м/и стикацию присадочною M3iep.ioi3 1 и фор мозание из него промежуточного трубчатого элемента 5 (фш.З). При этом дис- сипаци  (h) энергии в слолх. прип i ающих к металлическому сердечнику, нл 30-40 /) бол-.и э, чем ь д)угих зонах CBVKH (фиг.5), чю позволчет сохранить преимуществен- иый разогреь внутренних слоев присадочною материала.
Кроме того, при сварке с зазором между присадочными элементами 1 и трубчатыми детал ми 3 диссипаци  энергии распредел етс  в соответствии с кривой 6, в то врсмч, как при сварке без зазора - в соответствии с кривой 7 (фиг.5).
Таким образом, сварка с зазором, т.е. при отсутствии акустического контакта между присадочными элементами 1 и трубчатыми детал ми 3 позвол ет увеличить диссипацию энергии почти на 30%. Образовавшийс  на границе между присадочным материалом и сердечником 2 расплав 8 (фиг.З) вытесн ют в сторону продольных швов 9 промежуточного трубчатого элемента 5 в направлении, показанном стрелками 10. Сварные соединени , соответствующие лому моменту, характеризуютс  нспрова- рами в стыковых шва/. 11 между соедин емыми детал ми 3 и промежуточным трубчатым элементом 5 ( .6} Это св зано с тем, что весь образующийс  расплав 8 выдавливают в зону продольных швов 9.
Как видно из фиг.6, около 60% электрических пробоев приходитс  на с-ыковые швы 11 (крива  12 и 13), причем максимальна  величина напр жени  пробо  ( кБ) составл ет около 0,3 от напр жени  пробо  трубчатой детали 3. Это свидетельствует об отсутствии герметичности в зоне стыковых швов 11.
Чтобы избежать этого, часть расплава на ппивают в накопителе, образованном
карманами 14, выполненными на средней части боковых поверхности, примыкающих к рабочим торцам волноводов 4, и щеками 15, образующими с боковыми поверхност ми волноводов зазор 16 в виде капилл рной щели (фиг.З). Формование производ т одновременно со сваркой продольных швов 9 промежуточного трубчатого элемента 5. К этому моменту времени накопитель запол0 H uoi расплавом 8 итак как жидкость несжимаема , течение расплава в направлении 10 прекращают, поэтому дальнейшее формование промежуточного трубчатого элемента 5 сопровождаетс  течением оставшейс 
5 части расплава 8 вдоль металлического сердечника 2 внутри формуемого промежуточного элемента 5 в сторону, показанную стрелками 17 (фш.4). Этим расплавом заполн ют стыки 11 между промежуточным
0 труЬ атым элементом 5 и трубчатыми дета- п ми 3 и вытесн ют его на наружную поверхность трубчатых деталей 3.
В св зи с этим дальнейшее введение ультразвука производ т через вытекший
5 расплап в т рубчатые детали 3, что обеспечивает дополнительно получение между детал ми 3 и промежуточным трубчатым элементом 5 не только стыковых 11, но и нахлесточных 18 соединений, значительно
0 повышающих качество сварного соединени  о целом Дл  получени  хорошего перемешивани  расплава трубчатых деталей и присадочною материалов в зоне нахлестки 1Ь выключение ультразвука производ т по5 еле определенного времени воздействи  на основной материал деталей 3 через расплав присадочного материала, вытекший на трубчатые детали. Это достигают за счет того, что длину рабочих торцов волноводов
0 4 и щек накопител  15 выбирают существенно Большей, чем рассто ние между соедин емыми трубчатыми детал ми 3.
При этом выключение ультразвука производ т после по влени  натека 19 (фиг.4)
5 расплава из-за боковых торцов волноводов, что устанавливают в простейшем случае визуально .
Пример. Сваривают трубчатые детали из полиэтилена высокой плотности марки
О 204-07К, 20G-07K с наружным диаметром 10,5 мм и внутренним диаметром 5 мм, расположенные на медном сердечнике диаметром 5 мм на рассто нии 30 мм одни от других. Б качестве присадочного материала
5 используют призматические пластины из того же материала толщиной 8 мм, т.е. в 2,9 раза больше толщины трубчатых деталей, и длиной 28 мм так. что при укладке их на медный сердечник между этими пластинами и трубчатыми детал ми образуетс  зазор.
Превышением толщины присадочных элементов по сравнению с толщиной трубчатых деталей обеспечивают избыток материала, расплав которого используют дл  сварки продольных швов промежуточного трубча- того элемента, накапливание в накопителе, сварку стыков и образование нахлесточного соединени  промежуточного трубчатого элемента с трубчатыми детал ми.
Задание объема накапливаемого рас- плава обеспечивают размером карманов, выполненных на боковых поверхност х волноводов , примыкающих к рабочим торцам с зазором Дмежду этими поверхност ми и щеками накопител . В данном случае размеры карманов выбирают 1,4x4x60 и А 0,5 мм.
Сварку производ т с двусторонним подводом энергии, волноводами, имеющими профильные канавки, соответствующие необходимой форме промежуточного трубчатого элемента. Могут использоватьс  и волноводы с плоскими рабочими торцами. В этом случае наружный контур промежуточного трубчатого элемента имеет пр мо- угольную форму.
Длину волноводов выбирают 100 мм, т.е. более, чем в три раза больше рассто ни  между соедин емыми трубчатыми детал ми . Этим обеспечивают воздействие ульт- развука на трубчатые детали через натекающий на них расплав, что необходимо дл  образовани  нахлесточного соединени . Выключение ультразвука производ т по моменту по влени  расплава из-за боковых торцев волноводов, который, например, устанавливаетс  визуально.
В случае сварки трубчатых деталей с другими геометрическими размерами размеры присадочных пластин, карманов, за- зор и длины волноводов подбирают экспериментально.
Качество соединени  оценивают двум  критери ми: герметичностью и механи
ческой прочностью при изгибании вокруг барабанов различного диаметра.
Герметичность сварных швов характеризуют величиной пробивного напр жени  (U), приложенного между медным стержнем и токопровод щей жидкостью, в которую помещалось сварное соединение.
При оценке механической прочности чем меньше диаметр (D) барабана, вокруг которого изгибают соединение, тем больше его прочность.
Сварка по предлагаемому способу позвол ет увеличить напр жение пробо  до значени , составл ющего около 95% от основного материала. При этом даже при трехкратных загибах на барабане диаметром 10 мм разрушение соединени  не происходит .

Claims (1)

  1. Формула изобретени 
    Способ ультразвуковой стыковой сварки деталей из полимерных материалов, включающий введение между соедин емыми поверхност ми деталей присадочного материала и пропускание через него ультразвука , отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества сварного соединени  при сварке трубчатых деталей, расположенных на металлическом сердечнике, при введении между соедин емыми поверхност ми деталей присадочного материала осуществл ют линейный контакт его с металлическим сердечником , размеща  присадочный материал с зазором относительно соедин емых поверхностей, а при пропускании через присадочный материал ультразвука осуществл ют формование из него вокруг металлического сердечника промежуточного трубчатого элемента с соединением его продольных кромок и течение присадочного материала в продольном направлении на наружную поверхность трубчатых деталей, осуществл   ввод ультразвука в трубчатые детали через расплав присадочного материала .
    V X4X 44 44 X4 X
    1- ,
    S,
    Vl
    CM1.
    -
    v
    V A -
    :л м.х-уу
    т r- a
    to
    CO
    ,.
    ./ / ..VVAV
    01 О Ц 00 OS
    фиг. 6
    Л
    //
SU884464044A 1988-07-21 1988-07-21 Способ ультразвуковой стыковой сварки деталей из полимерных материалов SU1669749A1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884464044A SU1669749A1 (ru) 1988-07-21 1988-07-21 Способ ультразвуковой стыковой сварки деталей из полимерных материалов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884464044A SU1669749A1 (ru) 1988-07-21 1988-07-21 Способ ультразвуковой стыковой сварки деталей из полимерных материалов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1669749A1 true SU1669749A1 (ru) 1991-08-15

Family

ID=21391290

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884464044A SU1669749A1 (ru) 1988-07-21 1988-07-21 Способ ультразвуковой стыковой сварки деталей из полимерных материалов

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1669749A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2709085C1 (ru) * 2018-04-20 2019-12-13 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Узел полимерного трубопровода и способ его формования

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Трост нска Е.Б. и др. Сварка пластмасс, М.: Машиностроение, 1967, с. 48-54. Волков С.С. и др. Сварка пластмасс ультразвуком, М.: Хими . 1986, с. 18. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2709085C1 (ru) * 2018-04-20 2019-12-13 Тойота Дзидося Кабусики Кайся Узел полимерного трубопровода и способ его формования

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4365144A (en) Apparatus for welding a joint between plastic pipes
US5407520A (en) Welding rod
EP0531750B1 (de) Verfahren zum Verschweissen von aus thermoplastischem Kunststoff bestehenden Rohren
US5820720A (en) Method of and apparatus for electrofusion coupling of thermoplastic pipes
DE10216175C1 (de) Bauteil, insbesondere Behälter oder Rohr, und Verfahren zur Herstellung eines Behälters
RU2115057C1 (ru) Способ соединения армированных труб из термопластов и трубы, соединенные этим способом
CS119092A3 (en) Polyolefin coupling and the use thereof for joining polyolefin tubes
US6649015B1 (en) Method of making fitting joint for double containment pipe
SU1669749A1 (ru) Способ ультразвуковой стыковой сварки деталей из полимерных материалов
AU2011288891B2 (en) Internal electrofusion ring coupler
US5743989A (en) Method of welding plastics sheets together and a joint used therein
CA2025995A1 (en) Process for producing a large calibre plastic pipe and an extrusion tool for the process
CN111059394A (zh) 一种耐磨钢丝网管对接焊管件
KR200319044Y1 (ko) 합성수지제 전기융착 접합시트
RU219351U1 (ru) Соединительный элемент для полимерной трубы
RU2398994C2 (ru) Способ и устройство для соединения труб
US3992163A (en) Aluminum-containing welded grating
KR100536138B1 (ko) 피복형 파형강관의 이음구조 시공방법
CN110118289A (zh) 用于接合或维修管道系统的方法
DE29718243U1 (de) Mit Fluorpolymeren verbundene Polytetrafluorethylen-Formkörper
RU2188913C1 (ru) Устройство для гидроизоляции стыковых соединений
JPH0764031B2 (ja) 溶着継手
SU1028516A1 (ru) Устройство дл стыковой сварки труб из термопластов
JP2000249262A (ja) 温泉送湯用パイプ
US1835236A (en) Fusion welded joint