Способ сварки термопластичных полимерных материалов и устройство для его осуществления Советский патент 1992 года по МПК B29C65/02 B29C65/82 

- Изобретение относится к области сварки пластмасс и может найти применение при сварке термопластичных полимерных материалов, в частности для оценки их сва- риваемости.

Известен способ оценки свариваемости .термопластичных полимерных материалов, включающий операции изготовления опытных сварных швов из исследуемых полимеров, их препарирование и последующее изучение морфологии сварных соединений, по результатам которого судят о свариваемости исходных материалов 1.

Недостаток известного способа заключается в том, что он не позволяет приводить изучение морфологии сварных соединений в динамике, т.е. в ходе образования сварного соединения, поскольку исследованиям подвергаются уже готовые сварные швы; требуются большие затраты времени и специальное оборудование для изготовления пригодных к исследованиям препаратов,

например тонких и ультратонких срезов, шлифов, реплик. Кроме того, реализация данных методов исследования предполагает наличие высо котачнШГ прецизионного оборудования, они сложны в реализации, особенно для условий, приближенных к производству.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ сварки термопластичньГх поТГимерных материалов, включающий размещение соединяемых материалов встык, фиксациию их относительно друг друга, нагрев соединяемых торцов и охлаждение сварного шва 2.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для сварки термопластичных полимерных -материалов, содержащее разъемный корпус, в котором установлены плоские нагревательные элементы и плоские зажимные элементы 2.

XI сл ю сл

3

Недостаток известных способа и устройства заключается в том, что они не по- зволяют наблюдать за динамикой морфологических изменений в сварном соединении на различных стадиях его образования, т.е непосредственно в процессе сварки, не позволяют обнаружить дефектные участки и зоны, определить, на каких стадиях сварочного процесса они возникли, и устранить их, Цель изобретения - расширение технологических возможностей процесса.

В предлагаемом способе сварки термопластичных полимерных материалов одновременно с нагревом соединяемых торцов осуществляют наблюдение за зоной сварки, размещая соединяемые материалы в фокальной плоскости микроскопа. В предлагаемом устройстве для св аркй термопластичных полимерных материалов в разъемном корпусе и нагревательных элементах выполнены соосные отверстия для наблюдения за зоной сварки, а зажимные элементы выполнены из прозрачного материала, при этом устройство снабжено микроскопом, установленным над отверстиями корпуса.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором показано устройство.

Устройство для сварки термопластичных полимерных материалов содержит разъемный корпус, состоящий из верхней 1 и нижней 2 частей, скрепленных винтами 3.

8частях корпуса установлены плоские нагревательные элементы 4, изолированные от корпуса термостойкими прокладками 5, и плоские зажимные элементы б, 7, выполненные из прозрачного термостойкого материала. В частях 1 и 2 разъемного корпуса и нагревательных элементах 4 выполнены соосные отверстия 8, 9 для наблюдения за зоной сварки. Над отверстиями 8 корпуса установлен микроскоп 10.

Способ сварки термопластичных полимерных материалов реализуется при работе устройства.

Соединяемые пленки 11, 12 из термопластичного полимерного материала устанавливают встык и фиксируют относительно друг друга, с помощью прозрачных зажимных элементов 6, 7. Сжатие и фиксацию пленок в устройстве осуществляют винтами 3, скрепляющими между собой части 1, 2 разъемного корпуса. При этом отверстия 8,

9в частях корпуса и в нагревательных элементах располагаются соосно центру шва. Подготовленное таким образом устройство устанавливают на предметный столик микроскопа 10 таким образом, чтобы свариваемые пленочные образцы | располагались в

передней фокальной плоскости (т.е. производят фокусировку изображения в окуляре). После включения плоского нагревательного элемента 4 осуществляют нагрев торцов

свариваемых пленок до температуры сварки. Давление, необходимое для образования сварного соединения, создается за счет термического расширения полимера. При этом обеспечивается хороший межмолекулярный контакт материалов соединяемых поверхностей. После образования сварного шва нагревателя отключают, и происходит его охлаждение.

Одновременно на всех стадиях сварочного процесса наблюдают и фиксируют, например, с помощью видеозаписи, фоторегистрации или визуально морфологические изменения, происходящие в сварном шве на различных стадиях его образования.

Полученное сварное соединение сразу без какой-либо предварительной подготовки, даже без удаления из устройства, может быть ИГПОЛЬЗОЁЭНО для изучения морфологии шва, обнаружения в нем ряда дефектных участков я зон, пор, включений. Анализ полученной видеозаписи или простого наблюдения позволяет получить данные отом, на каких стадиях сварочного процесса эти дефекты возникли, и попытаться их устранить.

Таким образом, достаточно легко и просто, без каких-либо трудоемких операций вырезки и подготовки образцов можно оценить возможность образования качественного сварного соединения различных полимерных материалов, их свариваемость.

Формула изобретения

1.Способ сварки термопластичных пол- имерных материалов, включающий размещение соединяемых материалов встык, фиксацию их относительно друг друга, нагрев соединяемых торцов и охлаждение сварного шва, отличающийся тем, что,

с целью расширения технологических возможностей процесса, одновременно с нагревом соединяемых торцов осуществляют наблюдение за зоной сварки, размещая соединяемые материалы в фокальной плоскости микроскопа.

2.Устройство для сварки термопластичных полимерных материалов, содержащее разъемный корпус, в котором установлены плоские нагревательные элементы и плоские зажимные элементы, отличающее- с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей процесса, в разъемном корпусе и нагревательных элементах выполнены соосные отверстия для наблю- Дения за зоной сварки, а зажимные элемен517525706

t

ты выполнены из прозрачного материала, пом, установленным над отверстиями кор- при этом устройство снабжено микроско- пуса.

Изобретение относится к области сварки пластмасс и может найти применение при сварке термопластичных полимерных материалов, в частности для оценки их свариваемости Сущность изобретения1 в способе сварки термопластичных полимерных материалов одновременно с нагревом соединяемых торцов бёуще ствлягют на- блюдение за зоной сварки, размещая соединяемые материалы в фокальной плоскости микроскопа. В устройстве для сварки термопластичных полимерных материалов в разъемном корпусе и нагревательных элементах выполнены соосные отверстия для наблюдения за зоной сварки Зажимные элементы выполнены из прозрачного материала. При этом устройство снабжено микроскопом, установленным над отверстиями корпуса. 2 с ф. ф-лы, 1 ил, сл с