Способ передаточной ультразвуковой сварки деталей из полимерных материалов Советский патент 1982 года по МПК B29C27/08 

1

Изобретение относится к области сварки, в частности, к технологии ультразвуковой сварки пластмассовых деталей, и может найти применение в машиностроении и других отраслях промышленности.

Известен способ ультразвуковой сварки деталей, включающий сдавлива-. ние деталей и введение в них ультразвукорых колебаний, возникающих в свариваемых материалах при релаксационных процессах tilВ известном способе учитываются и используются свсгйства свариваемых материалов на микроскопическом уровне: колебания, сопровождающие возникновение и движение дефектов структуры, развитие трещин, перестройку межкристаллитных границ и т.д., происходящие главным образом в результате деформации свариваемых материалов, а также резонансные эффекты от совпадения частоты вводимых колет

баний с собственной частотой перечисленных элементов структуры материалов.

Указанный способ может быть применен для точечной и шовной сварки металлов, возможно использование его для сварки полимерных материалов, однако, из-за большого поглощения энергии свариваемых материалов, ввод коfO лебаний необходимо осуществлять в непосредственной близости к зоне соединения (только контактная сварка).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату

15 к изобретению является способ передаточной ультразвуковой сварки деталей из полимерных материалов, включающий приложение к свариваемым деталям статического давления и пропускание

20 ультразвуковых колебаний 2.

Недостатком известного способа являются невысокая стабильность получаемых соединений, вызываемая неравномерйостью выделения энергии по всему периметру контакта деталей, возникновение дефектов на поверхности деталей в месте соединения и в месте контакта со сварочным инструментом из-за подвода большого уровня ультразвуковой энергии, необходимой для образования сварного соединения, так как в способе не учитываются -физико-механические свойства и конструкция свариваемых деталей (плотность, геометрия, скорость звука и т. д.) . Целью изобретения является повышение качества сварного соединения и уменьшение энергетических затрат. Указанная цель достигается.тем, что в способе передаточной ультразвуковой сварки деталей из полимерны материалов, .включающем приложение к свариваемым деталям статического, давления и пропускание ультразвуковых колебаний, согласно игобретению перед приложением давления к свариваемым деталям определяют собственну частоту механических колебаний по меньшей мере одной из свариваемых деталей, а ультразвуковые колебания пропускают с частотой, равной или кратной собственной частоте механимеских колебаний этой детали. Такое осуществление способа пре1дусматривает использование резонан ных свойств самих деталей, т, е. ма роскопических дефектов вследствие совпадения частоты вводимых колебани с собственной частотой одной из сое диняемых деталей. Такой прием приво дит к резкому увеличению амплитуды колебаний детали, что позволяет снизить величину используемой для сварки колебательной энергии, а также повырить качество сварных соединений путем повышения равномерности и стабильности, соединения. Способ передаточной ультразвуково сварки деталей заключается в следующем. Берут контрольные образцы деталей подвергающихся сварке, определяют с помощью измерительного прибора или расчетным путем собственную частоту механических колебаний по меньшей ме ре одной из них, затем свариваемые поверхности деталей соединяют, прилагая к ним статическое давление, и вводят ультразвуковые колебания, рав иые или кратные определенной ранее собстрйенной частоте механических колебаний одной из свариваемых деталей. Приме р..Ультразвуковой сварке под|§ергали деталь БЛ7..60 из материала ЛСО-М, ОСТ 6-01-67-72 и деталь БЛ7.526.091 из материала ЛСО-М,, ОСТ 6-01-67-72. Перед началом процесса сварки измерили С9бственную частоту колебаний детали БЛ7..60 путем приклейки к ней пьезоэлектрической пластины и регистрации амплитудночастотных характеристик с помощью прибора она оказалась равной кГц. Эту частоту приняли за рабочую, соединили свариваемые поверхности деталей с приложением статического давления, и срарочным инструментом, прикладывая его к детали БЛ7..60, вводили ультразвуковые колебания, равные 57,5 кГц в течение 0,3 с. Оценка качества сварного соединения проводилась визуально: на поверхности сборки дефектов не обнаружено (наплывов, выплесков пластмассы, следов от сварочного инструмента). Предлагаемый способ ультразвуковой сварки позволяеет учитывать физико-механические свойства и конструкцию свариваемых деталей: их плотность, геометрию, скорость звука и т. д., что, в свою очередь, ведет к повышению качества сварного соединения, уменьшению энергозатрат на его образование, предотвращает возникновение дефектов в месте приложения сварного инструмента. Формула изобретения Способ передаточной ультразвуковой сварки деталей из полимерных материалов, включающий приложение к свариваемым деталям статического давления и пропускание ультразвуковых колебаний, отличающийся тем, что с целью повышения качества сварного соединения и уменьшения энергетических , перед приложением давления к свариваемым деталям определяют собственную частоту механических колебаний по меньшей мере одной из свариваемых деталей и ультразвуковые колебания пропускают с ча стотой, равной или кратной собствен5979НО« /

ной частоте механических колеВаний ,, Авторское свидетельство СССР этой детали. 327022, кл. В 23 К 20/10, 1969.

Истрчики информации,пластмасс ультразвуком. М., Химия,

принятые во внимание при экспертизе $ 197t, с. 21-23 (прототип).

2. Волков С. С. и др. Сварка