Termokings.ru

Домашний Мастер
12 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Ультразвуковая сварка полимеров

Ультразвуковая сварка полимеров. Ультразвуковое сварочное оборудование

Простыми словами – для получения сварочного шва применяют давление на соединяемые заготовки и действие ультразвуковых колебаний специального оборудования. При этом происходит нагрев заготовок в контактной зоне, диффузия и образование молекулярных связей между поверхностями, кристаллизация и в результате прочное соединение.

Принцип действия ультразвуковой сварки

Итак, что из себя представляет ультразвуковой метод сварки? Говоря простыми словами, ультразвуковое оборудование генерирует механические колебания, которые затем преобразовывает в тепловую энергию, которая как раз и используется для выполнения соединений. Этот процесс также называется «использование энергии преобразования», в нашем случае преобразования механической энергии в тепловую.


Сам процесс условно состоит из двух этапов. На первом этапе тепловая энергия, полученная в результате преобразования механических колебаний, и точечно направленная на место сварки увеличивает диффузию молекул у пластмассовых деталей. После этого границы свариваемых деталей начинают плавиться и скрепляться между собой. На втором этапе границы свариваемых деталей остывают и образуют прочный шов. Это примерное описание принципа действия ультразвуковой сварки. Далее мы более подробно разберем, как получаются такие соединения.

Ультразвуковое сварочное оборудование. Ультразвуковое оборудование для сварки пластмасс

Ультразвуковой сварочный пресс УЗПК-12

Пресс УЗПК-12 позволяет без дополнительной оснастки сваривать детали пластмасс периметром до 400 мм. Конфигурация свариваемых деталей определяет тип и размеры соответствующего инструмента — волновода (сонотрода) и сварочной опоры для фиксации детали на сварочном столе.

Установка позволяет также выполнять другие технологические операции — закладывание металлических деталей в пластмассовую основу, клепку и резку полимерных материалов.

Главное отличие новой модели — возможность изменения параметров сварки (время/энергия, давление сварки) на протяжении сварочного импульса.

Необходимость в этом может возникнуть при выборе технологических режимов в зависимости от материалов, которые соединяются и конструкции изделия. Имеет конструктивные усовершенствования для облегчения работы оператора-сварщика:

  • установлено локальное освещение рабочей зоны сварки
  • упрощена процедура настройки и перенастройки режимов работы пресса
  • сведено к минимуму количество ручек регулирования и кнопок управления
  • значительно уменьшена ширина корпуса активатора пресса.

Модуль для сварки УЗПК-12 А (активатор)

Модуль для сварки УЗПК-12 А (активатор) – автономная часть пресса УЗПК-12. Это самостоятельный модуль для сварки полимеров, который может быть встроен в автоматическую линию, агрегат, и тому подобное. Активатор имеет фланец для крепления и ориентирования (юстирования) в плоскости крепления.

Ультразвуковые прессы типа USP

К классу USP принадлежат прессы легкого ( USP-400) , среднего ( USP-750, USP-2000*) и тяжелого типа ( USP-3000) .

Отличительная особенность группы прессов USP:

  • 5 режимов ультразвуковой сварки
  • Модульная структура
  • Программируемый интерфейс
  • Высокая жесткость конструкции
  • Выбор дополнительных аксессуаров

Ручной инструмент для сварки HandyStar

HandyStar — универсальный инструмент для ультразвуковой сварки, прихватки, клепки пластмасс, а также интенсификации процесса полимеризации термореактивных клеев при креплении разнообразных деталей к несущим конструкциям. Сварочный аппарат адаптируется к технологиям Заказчика.

Примеры рабочей поверхности инструментов-волноводов:

Установка для сварки непрерывным швом МШК-05

Установка МШК-05 предназначена для сварки термопластичных тканей (искусственных кож), полиэтилентерефталатных, полиамидных, полипропиленовых, поликарбонатных пленок непрерывным швом произвольной конфигурации.

Читать еще:  Сколько потребляет инверторный сварочный аппарат

Акустическая установка для сварки непрерывным швом МШК-05 качественно и надежно «сшивает» термопластичные пленки, листы, а также ткани и бумагу, которые содержат полимеры. Для соединения полимеров не нужны дополнительные материалы: клей, нити. Такое оборудование широко используется для производства спецодежды, изделий медицинского назначения, изготовления покрытий больших размеров из листовых и пленочных материалов.

Сварочный модуль настольного типа для сварки тубов

Сварочный модуль настольного типа предназначен для сварки тубов зубных паст, кремов и т.д.

Производительность сварки:
0,3 — 1,2 сек (зависит от ширины шва 35мм — 70 мм) без учета без учета позиционирования свариваемой детали.

Ультразвуковой ручной сварочный инструмент (УЗ-степлер)

Ультразвуковой степлер предназначен для точечной сварки синтетических (термопластичных ) лент, пленок, листов.

Принцип работы ультразвукового степлера аналогичен работе обычного канцелярского степлера. Отличие состоит – в отсутствии расходного материала – скрепки.

Ультразвуковой степлер может найти применение, например, при упаковке продуктов в разъемную блистерную упаковку, для установки «контрольной пломбы» — сварного шва.

Оборудование для производства фильтров из нетканых синтетических материалов

Оборудование для непрерывной ультразвуковой сварки нетканых синтетических материалов находит применение в технологии изготовления фильтров, например, карманного и рукавного типа.

Карманный фильтр может быть изготовлен на универсальном оборудовании типа «швейной машинки».

Производительность изготовления карманов фильтра зависит от сноровки оператора. Все швы оператор делает последовательно. На данном оборудовании можно осуществлять операции как сварки, так и сварка с одновременной отрезкой.

Производство кармановВид на последней позицииРукавный фильтрКарманный фильтр


Киев, Украина
(044) 587-57-74
(044) 592-76-15

Как происходит ультразвуковая сварка пластмасс?

Ультразвуковой генератор вырабатывает электрические колебания ультразвуковой частоты (20 — 50кГц), преобразуемые пьезокерамическим конвертером в механические колебания сварочного инструмента (волновода или сонотрода). Под действием пневмоцилиндра волновод прижимает свариваемые детали друг к другу и передаёт колебания в зону ультразвуковой сварки. В результате свариваемые полимеры деформируются и диффузируют между собой: аморфные материалы переходят в вязкотекучее состояние, а кристаллические нагреваются до температуры плавления кристаллов. Ультразвук отключается, а детали ещё некоторое время выдерживаются под давлением «холодного» волновода для равномерного распределения расплавленного материала в сварочном шве и его застывания. Затем волновод поднимается в исходное положение, а готовое изделие извлекается из опоры. Как правило, детали соединяются «внахлёст». При этом принято различать точечную ультразвуковую сварку, шовную сварку и сварку по периметру изделия.

Основными отличительными чертами УЗС пластмасс является:

  • возможность УЗС, в т.ч. автоматизированной, по поверхностям, загрязненным различными продуктами;
  • локальное выделение теплоты в зоне сварки, что исключает перегрев пластмассы, как это имеет место при сварке нагретым инструментом, нагретыми газами и т.д.;
  • возможность получения неразъемного соединения при сварке жестких пластмасс на большом удалении от точки ввода УЗ энергии;
  • возможность выполнения соединений в труднодоступных местах;
  • при УЗС нагрев материала до температуры сварки осуществляется быстро; время нагрева исчисляется долями секунды.

Техническим центром «ВИНДЭК» производятся и поставляются комплекты оборудования для следующих технологических операций:

  • ультразвуковой сварки пластмасс (полистирола, АБС-пластика, полиэтилена, лавсана, капрона и т.п.), применяемых в пищевой, химической, авиационной, автомобильной, и других отраслях промышленности;
  • производства дорожной георешетки;
  • ультразвуковой резки термопластичных материалов-полимеров различных марок, бумаги, пленок, продуктов питания и др.;
  • армирования пластмасс металлами, развальцовки заклепок из полимера, нарезания резьбы в пластмассе, соединение пластмасс с металлами;
  • изготовление изделий из нетканых материалов на основе полипропилена, капрона, лавсана и др.
Читать еще:  Назначение и особенности работы вертикально-фрезерного станка с ЧПУ 6р13ф3

Применение УЗ

Ультразвук широко используется в научной сфере. С его помощью ученые исследуют ряд физических свойств веществ и явлений. В промышленности ультразвук применяется для обезжиривания и очистки изделий, работы с труднообрабатываемыми материалами. Кроме этого, колебания благоприятно воздействуют на кристаллизующиеся расплавы. Ультразвук обеспечивает в них дегазацию и измельчение зерна, повышение механических свойств литых материалов. Колебания способствуют снятию остаточных напряжений. Они также широко применяются для увеличения скорости медленно протекающих химических реакций. Сварка ультразвуковая может использоваться в разных целях. Колебания могут стать источником энергии для образования шовных и точечных соединений. При воздействии ультразвука на сварочную ванную при кристаллизации улучшаются механические свойства соединения за счет измельчения структуры шва и интенсивному удалению газов. За счет того, что колебания активно удаляют загрязнения, искусственные и естественные пленки, соединять можно детали, с окисленной, лакированной и пр. поверхностью. Ультразвук способствует уменьшению или устранению собственных напряжений, появляющихся при сварке. За счет колебаний можно стабилизировать составляющие структуру соединения. Это, в свою очередь, позволяет предотвратить вероятность самопроизвольной деформации конструкций впоследствии. Ультразвуковая сварка находит в последнее время все более широкое применение. Это обусловлено несомненными преимуществами этого способа соединения в сравнении с холодным и контактным методами. Особенно часто используются УЗ колебания в микроэлектронике.

Перспективным направлением считается ультразвуковая сварка полимерных материалов. Некоторые из них невозможно соединить никаким иным методом. На промышленных предприятиях в настоящее время осуществляется ультразвуковая сварка тонкостенных алюминиевых профилей, фольги, проволоки. Особенно эффективен этот метод для соединения изделий из разнородного сырья. Ультразвуковая сварка алюминия используется в производстве бытовых приборов. Этот метод эффективен при сращивании листового сырья (никеля, меди, сплавов). Ультразвуковая сварка пластмасс нашла применение в производстве приборов оптики и тонкой механики. В настоящее время созданы и внедрены в производство машины для соединения разнообразных элементов микросхем. Приспособления оснащаются автоматическими устройствами, за счет которых существенно повышается производительность.

Ультразвуковая сварка пластмасс и металлов: суть процесса

Процесс ультразвуковой сварки основан на совмещении тангенциальных колебаний и вертикальной нагрузки в зоне контакта двух деталей.

В результате такого воздействия истираются микронеровности, покрывающие контактные поверхности, и разрушается оксидная пленка.

Кроме того, возникает эффект перетекания кинетической энергии возвратно-поступательных колебаний в тепловое излучение, расплавляющее поверхностные слои деталей. И в этих условиях, даже относительно небольшая вертикальная нагрузка приводит к образованию межкристаллических (у металла) или межмолекулярных (у полимера) связей, скрепляющих соединяемые детали.

Таким образом, все установки ультразвуковой сварки функционируют на основе термомеханической технологии получения неразъемного соединения. Причем такие аппараты не нуждаются во внешнем нагреве. Выделяемой при трении деталей энергии вполне достаточно для образования новых межатомных или межмолекулярных связей.

Читать еще:  Сфера применения и технические параметры сварочного аппарата ВД 306

Где используют ультразвуковую сварку?

Ввиду дороговизны оборудования классическое применение ультразвуковой сварки – монтаж элементов металлоконструкций – было бы экономически неоправданным. Однако с помощью этой технологии удается сваривать не только металлы, но и полимеры, и даже органические соединения.

Поэтому ультразвуковая технология используется в приборостроении, электронике и прочих отраслях, где есть спрос на эффективные способы сопряжение металлических и неметаллических элементов.

Кроме того, ультразвуковой способ подходит и для сварки материалов с чрезвычайно прочной оксидной пленкой. Хороший пример такого случая — ультразвуковая сварка алюминия, покрытого тугоплавким оксидом (температура плавления более 2000 градусов Цельсия). В данном случае ультразвуковые аппараты действуют более эффективно, чем классическая аргонодуговая технология.

А еще, существует особая технология ультразвуковой сварки костной ткани, использующая в качестве присадочного материала эфир цианакриловой кислоты. Введенный в разлом кости циакрин твердеет под действием ультразвука и образует высокопрочный шов между обломками органической ткани.

Развивающаяся текстильная отрасль сталкивается с проблемой внедрения новых материалов с высоким процентом синтетических волокон.Применение нашего оборудования позволяет разрезать и одновременно закреплять синтетические волокна тканей. У компании Sonomax есть практические решения для точной обработки ручными аппаратами. Для больших систем или станков мы предлагаем оборудование для технологически развитых мощностей.Ультразвуковая технология полностью безопасна для операторов, поскольку она не опаливает и не создает токсичных паров, что позволяет избежать возникновения пожаров; кроме того, оборудование не требует особого обслуживания.

  • эстетика
  • инновация
  • точность
  • безопасность для пользователя

Наши решения:

  • ленты
  • синтетические ткани
  • тенты
  • технические ткани
  • спортивные ткани

Используемое оборудование

Перед проведением этого сварочного процесса стоит рассмотреть важные особенности ультразвукового сварочного аппарата, который применяется при сваривании разных деталей из металла и полипропилена. Оборудование разделяется на аппараты, при помощи которых можно выполнять точечную контурную прессовую, шовную и шовно-шаговую сварку.

Показатель мощности аппаратов колеблется в диапазоне от 100 до 1500 Вт. Работают в основном на частоте 20000-22000 Гц.

В качестве главного элемента конструкции выступает электромеханическая колебательная система. Ее основное назначение состоит в преобразовании задаваемых генератором электрических колебаний в механические при неизменной частоте.

Кроме этого при проведении ультразвукового сварочного процесса стоит использовать другие необходимые элементы:

  • акустический узел с волноводом;
  • прессовый механизм;
  • привод для увеличения давления;
  • ультразвуковой излучатель для сварки;
  • аппаратура для контролирования процесса.

Часто применяется ультразвуковая швейная машина для сварки полимеров, при помощи которой можно производить сваривание, резку, обработку пластикового материала. Чтобы процесс был удобным, элемент фиксируется на рабочем столе. К положительным особенностям данного оборудования относится высокая скорость, отличное качество шва.

Совместное проектирование

Как и в случае с другими сварочными процессами, проектирование соединения является важным шагом в разработке продукта. При проектировании соединения следует учитывать множество факторов, таких как свариваемые материалы, толщина деталей, условия эксплуатации конечного продукта, эстетика и другие. Узкая зона контакта между соединяемыми частями — важный атрибут дизайна. Это позволяет снизить потребление энергии для образования поверхностного слоя расплавленного пластика. Подгонка деталей должна обеспечивать необходимое выравнивание без нарушения характеристик их поверхности.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector
×
×