Тара и ее производство - Ефремов Н.Ф.
ISBN 5-8122-0274-5
Скачать (прямая ссылка):
Вторая группа — сложно свариваемые материалы, для которых требуется подбор оптимальных способов и технологических приемов. Это термопласты с высокой энергией активации вязкого течения, с узким интервалом между Тт и температурой деструкции и с высокой вязкостью расплава — более 105 Па - с. При T11J1 имеют место разориентация и уменьшение степени кристалличности полимеров в сварном шве и околошовной области, что приводит к существенному снижению прочности шва. К этой группе относятся ПВХ, ПК, двухосно-ориентиро-ванные пленки из ПЭТФ, ПП и ПА.
Третья группа — плохо свариваемые материалы. Их энергия активации вязкого течения превышает энергию активации разрыва химических связей, а вязкость расплава очень велика— более 101 *-1012 Па ¦ с. Процесс сварки требует длительного контакта соединяемых поверхностей при максимальных давлениях» соответствующих пределу вынужденной эластичности. Примером такого материала является фторопласт-4.
5.2. 1. Основные методы сварки
В основу классификации методов сварки положены источники и методы нагрева материала в сварочной зоне [3, 16, 40]. В зависимости от источников нагрева способы сварки разделяют на две основные группы (табл. 5.1).
159
Таблица 5,1
Способы сварки пластмасс
Источник нагрева Метод нагрева Способ сварки
Внешний источник нагрева Нагрей газом С присадочным материалом Газовая сварка
Без присадочного материала
Нагретым инструментом Контак тно-теп л овая сварка
Нагретым присадочным материалом
Преобразование энергии Инфракрасное излучение Токи высокой частоты Ультразвуковые колебания Трение Сверка в TВЧ Ультразвуковая сварка Сварка трением
К первой группе относятся способы сварки, в которых используется энергия внешних источников тепла. Это способы газовой сварки с присадочным материалом и без него, когда нагрев осуществляется горячим газом. Сюда относятся и контактно-тепловая сварка, в которой тепло к соединяемым поверхностям передается путем непосредственного контакта с нагретым инструментом. В эту группу входит и сварка за счет тепла от нагретого присадочного материала.
Ко второй группе относятся способы сварки, в которых теплота генерируется внутри соединяемых материалов в результате преобразования различных видов энергии. Может использоваться энергия инфракрасного излучения, токов высокой частоты, ультразвуковых колебаний, трения.
Особую группу составляют специальные способы сварки — с применением флюса, ядерная, химическая, лазерная.
Из первой группы в производстве мягкой тары наибольшее применение нашел способ контактно-тепловой сварки.
Широко распространена и классификация методов сварки пластмасс по виду энергии, подводимой к свариваемым деталям [33]. Практически все известные в настоящее время процессы сварки термопластов осуществляются за счет подвода одного из трех видов энергии: тепловой, механической и электромагнитной (рис. 5.18).
160
I Сварка термопластов
I 1
ТЬшіовая j Механическая Электромагнитная|
Il
S
a
2
HH
PJ
Рис, 5, їв. Классификация способов сварки термопластов
В свою очередь, способы сварки с подводом тепловой энергии разделяют на термические и термомеханические,
К термическим относят виды сварки, при которых статическое давление не играет существенной роли в образовании сварного соединения. Качество сварного соединения в этом случае определяется исключительно количеством подводимой тепловой энергии. Примером служат сварка газовым теплоносителем и сварка экструдируемой присадкой.
К термомеханическим относят виды сварки, при которых неразъемное соединение образуется вследствие подвода тепловой энергии и приложения статического давления. При термомеханических видах сварки тепловая энергия может подводиться к границе раздела свариваемых поверхностей за счет теплопроводности свариваемых деталей (контактно-тепловая сварка пропдавлением) либо за счет теплопередачи от источника теплоты к свариваемым поверхностям (контактно-тепловая сварка оплавлением). При механических видах сварки тепловая энергия генерируется внутри свариваемых деталей
161
за счет превращения подведенной механической энергии в тепловую. Подведенная механическая энергия может быть следующих видов:
энергия упругих колебаний (ультразвуковая сварка);
энергия трения или вибротрения (сварка трением).
При подводе электромагнитной энергии к свариваемым деталям тепловая энергия также генерируется в них либо за счет способности звеньев макромолекул полимеров поляризоваться при наложении внешнего электрического поля (сварка токами высокой частоты), либо за счет поглощения энергии электромагнитных колебаний (сварка инфракрасным излучением, сварка лазером).
5.2.1. 1. Контактно-тепловая сварка
Контакти о-тепловую сварку нагретым инструментом осуществляют с односторонним или с двусторонним нагревом (рис. 5.19). Учитывая, что при сварке мягкой тары толщина материа-
Рис. 5-19. Схема контактно-тепловой сварки с односторонним (а) и двусторонним (б) нагревом: 1 - нагретый инструмент; 2 — прокладки; 3 — свариваемые материалы; 4 — холодный инструмент; Гн — температура нагретого инструмента; t2 — температура внешней поверхности изделия; Тс — температура свариваемых поверхностей; f4 — температура холодного инструмента
