SU1808726A1 - Method for ultrasonic welding of polymer thermoplastic materials - Google Patents

Method for ultrasonic welding of polymer thermoplastic materials Download PDF

Info

Publication number
SU1808726A1
SU1808726A1 SU904845561A SU4845561A SU1808726A1 SU 1808726 A1 SU1808726 A1 SU 1808726A1 SU 904845561 A SU904845561 A SU 904845561A SU 4845561 A SU4845561 A SU 4845561A SU 1808726 A1 SU1808726 A1 SU 1808726A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
viscous
polymer
welded
welding
fluid state
Prior art date
Application number
SU904845561A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Igor N Iglovikov
Natalya A Tupyseva
Original Assignee
Vsesoyuznyj Ni
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 Vsesoyuznyj Ni filed Critical Vsesoyuznyj Ni
Priority to SU904845561A priority Critical patent/SU1808726A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1808726A1 publication Critical patent/SU1808726A1/en

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
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/90—Measuring or controlling the joining process

Landscapes

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

Description

Изобретение относится к сварке пластмасс и может найти применение при ультразвуковой сварке термопластичных J материалов.The invention relates to the welding of plastics and may find application in ultrasonic welding of thermoplastic J materials.

Цель изобретения - повышение качест’ва сварного соединения.The purpose of the invention is to improve the quality of the welded joint.

Способ ультразвуковой,, сварки полимерных термопластичных материалов заключается в следующем.The method of ultrasonic welding of polymer thermoplastic materials is as follows.

Экспериментально определяют величину хода акустической системы в процессе сварки под воздействием сварочного давления и ультразвуковых колебаний (величину фиксированного зазора). Осуществляют введение в свариваемые детали ультразвуковых колебаний, измеряя при этом фазовый сдвиг между током и напряжением преобразователя. Ограничивают перемещение торца волновода до фиксированного значения зазора. После завершения перемещения акустической системы некоторое время в зону сварки будут вводиться ультразвуковые колебания, при этом вытеснения из зоны сварки полимера, перешедшего в вязко-текучее состояние, происходить не будет (т.к. нет постоянного перемещения акустической системы вниз) и в зоне сварки будет разрастаться объем полимера, перешедшего в вязко-текучее состояние, а также будут происходит процессы объемного взаимодействия’ (явления взаимного диффузионного взаимодействия, химические превращения). При достижении на характеристике рассогласования, в частности характеристике изменения фазового сдвига между током и напряжением на преобразователе, заранее заданной точки происходит отключение ультразвука. Характерная точка на кривой рассогласования определяется следующим образом: измеряется величина параметра рассогласования, в частности фазовый сдвиг между током и напряжением преобразователя при сварке с фиксирован1808726А1 в свариваемое изделие и вытеснения полимера, перешедшего в вязко-текучее состояние в’зоне сварки, а определение перехода полимера в вязко-текучее состояние по ве5 личине фазового сдвига позволяет производить отключение ультразвука при постоянном, заранее определенном объеме термопласта, перешедшего в вязко-текучее состояние. Эти два фактора позволяют кон10 тролировать качество сварки мягких полимеров. Способ позволяет компенсировать нестабильность основных технологических режимов сварки, таких как сварочное давление, нестабильность амплитуды, мощность, 15 потребляемая акустической системой (на характер изменения фазового сдвига между током и напряжением преобразователя практически не влияют перечисленные технологические режимы, т.е. характер измене20 ния фазового сдвига зависит от соотношения активной и реактивной составлящих импеданса преобразователя).Experimentally determine the magnitude of the stroke of the acoustic system during the welding process under the influence of welding pressure and ultrasonic vibrations (the value of the fixed gap). Ultrasonic vibrations are introduced into the parts to be welded, while measuring the phase shift between the current and voltage of the transducer. Limit the movement of the waveguide end to a fixed gap value. After the speaker’s movement is completed, ultrasonic vibrations will be introduced into the welding zone for some time, while the polymer, which has switched to a viscous-fluid state, will not be forced out from the welding zone (since there is no constant downward movement of the speaker system) and will be in the welding zone the volume of the polymer, which has passed into a viscous-fluid state, will grow, and the processes of volumetric interaction will also take place (phenomena of mutual diffusion interaction, chemical transformations). When the mismatch on the characteristic is reached, in particular the characteristic of the phase shift between the current and voltage at the converter, a predetermined point, the ultrasound is turned off. A characteristic point on the mismatch curve is defined as follows: the value of the mismatch parameter is measured, in particular, the phase shift between the current and voltage of the converter during welding with a fixed 1808726A1 in the product to be welded and the polymer displaced into a viscous-fluid state in the welding zone, and the determination of the polymer transition to viscous-fluid state at the magnitude of the phase shift allows ultrasound to be switched off at a constant, predetermined volume of thermoplastics, which has turned into a viscous-fluid state. These two factors make it possible to control the quality of welding of soft polymers. The method allows to compensate for the instability of the main technological modes of welding, such as welding pressure, amplitude instability, power 15 consumed by the speaker system (the nature of the change in the phase shift between the current and voltage of the converter is practically not affected by the listed technological modes, i.e., the nature of the change in the phase shift depends on the ratio of the active and reactive components of the impedance of the converter).

Claims (1)

ФормулаизобретенияClaim Способ ультразвуковой сварки пол25 имерных термопластичных материалов, включающий введение в свариваемые детали ультразвуковых колебаний, ограничение перемещения торца волновода до фиксированного значения и отключение ультразву30 ка, отличающийся тем, что, с целью повышения качества сварного соединения, . в процессе введения в свариваемые детали ультразвуковых колебаний измеряют фазовый сдвиг между током и напряжением пре35 образователя, а отключение ультразвука после ограничения перемещения торца волновода осуществляют при достижении постоянного объема термопласта, перешедшего в вязко-текучее состояние, 40 по заданной величине фазового сдвига между током и напряжением преобразователя.A method for ultrasonic welding of half-dimensional thermoplastic materials, including introducing ultrasonic vibrations into the parts to be welded, restricting the waveguide end to a fixed value and disabling ultrasound, characterized in that, in order to improve the quality of the welded joint,. in the process of introducing ultrasonic vibrations into the parts to be welded, the phase shift between the current and voltage of the transducer is measured, and ultrasound is switched off after restricting the movement of the waveguide end when a constant volume of thermoplastic, which has turned into a viscous-fluid state, is reached, 40 according to a given value of the phase shift between current and voltage transducer. ным зазором при оптимальном качестве сварки и запоминается.gap for optimal welding quality and is remembered. В дальнейшем сварка с фиксированным зазором осуществляется до достижения заранее установленной величины фазового 5 сдвига между током и напряжением преобразователя, при которой достигается постоянный объем термопласта, перешедшего в вязко-текучее состояние.Subsequently, welding with a fixed gap is carried out until a predetermined value of the phase 5 shift between the current and voltage of the converter is achieved, at which a constant volume of thermoplastics, which has passed into a viscous-fluid state, is achieved. При переходе полимера из стеклооб- Ю разного состояния в вязко-текучее изменяются упругие свойства полимера, т.е. условия согласования его с акустической системой, и, как следствие, изменяются условия согласования преобразователя с 15 ультразвуковым генератором. При переходе полимера в вязко-текучее состояние его условия согласования стремятся к работе на холостом ходу, но все же отличаются от них. Это вызвано тем, что торец преобразовате- 20 ля имеет контакт со свариваемым полимером (за счет реологических свойств полимера), хотя и незначительный при переходе полимера в зоне сварки в вязко-текучее состояние. Причем, чем больший объем 25 полимера перейдет в вязко-текучее состояние, тем ближе условия согласования источника питания с акустической системой к его работе на холостом ходу. С другой стороны, чем выше плотность свариваемого материа- 30 ла, тем ближе величина фазового сдвига к режиму работы акустической системы в защемленном состоянии. Таким образом, задаваясь величиной фазового сдвига, выключение ультразвука произойдет при 35 определенном количестве термопласта, перешедшего в вязко-текучее состояние, при этом не будет ложных срабатываний, вызванных локальными изменениями толщины свариваемых изделий. Использование 40 схемы сварки с фиксированным зазором ограничивает перемещение торца волноводаWhen a polymer passes from a glassy different state to a viscous fluid, the elastic properties of the polymer change, i.e. the conditions for matching it with the acoustic system, and, as a result, the conditions for matching the transducer with 15 ultrasonic generators change. When the polymer goes into a viscous-fluid state, its matching conditions tend to idle, but still differ from them. This is due to the fact that the end face of the converter has contact with the polymer being welded (due to the rheological properties of the polymer), although it is insignificant when the polymer in the welding zone transitions to a viscous-fluid state. Moreover, the larger the volume of polymer 25 goes into a viscous-fluid state, the closer the matching conditions of the power source with the speaker system to its idle operation. On the other hand, the higher the density of the material being welded is 30 l, the closer the magnitude of the phase shift is to the operating mode of the speaker system in a pinched state. Thus, given the magnitude of the phase shift, the ultrasound will turn off at a certain amount of thermoplastic, which has turned into a viscous-fluid state, and there will be no false positives caused by local changes in the thickness of the welded products. Using a 40-gap fixed-gap welding circuit limits the movement of the waveguide end
SU904845561A 1990-07-02 1990-07-02 Method for ultrasonic welding of polymer thermoplastic materials SU1808726A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904845561A SU1808726A1 (en) 1990-07-02 1990-07-02 Method for ultrasonic welding of polymer thermoplastic materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904845561A SU1808726A1 (en) 1990-07-02 1990-07-02 Method for ultrasonic welding of polymer thermoplastic materials

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1808726A1 true SU1808726A1 (en) 1993-04-15

Family

ID=21524430

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904845561A SU1808726A1 (en) 1990-07-02 1990-07-02 Method for ultrasonic welding of polymer thermoplastic materials

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1808726A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2662756C2 (en) * 2013-03-19 2018-07-30 Рено Method for controlling welding beads by ultrasound

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2662756C2 (en) * 2013-03-19 2018-07-30 Рено Method for controlling welding beads by ultrasound

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Isayev et al. Effect of oscillations during extrusion on rheology and mechanical properties of polymers
US3443130A (en) Apparatus for limiting the motional amplitude of an ultrasonic transducer
US4399100A (en) Automatic process control system and method for curing polymeric materials
US4758803A (en) Marginal oscillator for acoustic monitoring of curing of plastics
JP4112228B2 (en) Automatic analyzer
US3405024A (en) Method and apparatus for forming ultrasonic seals
KR20000005627A (en) Closed-loop ultrasonic welding method and apparatus
US5749987A (en) Method of controlling the power of a welding unit in ultrasonic welding operations and an arrangement for carrying out the method
SU1808726A1 (en) Method for ultrasonic welding of polymer thermoplastic materials
US4754186A (en) Drive network for an ultrasonic probe
KR20040020057A (en) Method for machining, such as soldering or deformation, a workpiece
US20190217346A1 (en) Dual-frequency untrasonic cleaning apparatus
KR102209002B1 (en) Ultrasonic cleaning station responding cleansing environmental change
RU2031144C1 (en) Method of and system for on-load ultrasonic impact treatment
SU1527569A1 (en) Method of inspecting physical and mechanical parameters of elongated fibrous articles
SU1652893A1 (en) Method of controlling weld seams quality by eddy current
SU1315341A1 (en) Method for controlling ultrasonic welding of thermoplastic materials
SU1682907A1 (en) Method of testing physico-mechanical parameters of polymers
Tsujino et al. Welding characteristics of 90 kHz two-vibration-system ultrasonic plastic welding equipment
RU2240917C2 (en) Method of ultrasonic welding of plastics
Tsujino et al. Ultrasonic plastic welding using 90 kHz upper and lower vibration systems
Hongoh et al. Welding characteristics of 40 kHz ultrasonic plastic welding system using fundamental and higher-resonance-frequency vibrations
SU710818A1 (en) Ultrasonic method of welding polymeric materials
SU1753397A1 (en) Method of determining the physical and mechanical properties of sheet anisotropic polymer composite materials
JPS57195617A (en) Ultrasonic welding method