Тара и ее производство - Ефремов Н.Ф.
ISBN 5-8122-0274-5
Скачать (прямая ссылка):
Периодическая контактно-тепловая сварка включает
операции подачи соединяемых материалов в зону сварки, прижим нагретым инструментом, нагрев, выдержку, охлаждение, отвод инструмента, удаление сваренных материалов.
Рис. 5.20. Схемы роликовой контактно-тепловой сварки (а) и валков (б): 1 — свариваемый материал; 2 — нагретый ролик; 3 — прижимный ролик; 4 — сварной шов
166
2 З
4
Рис. 5.21. Схема ленточной двусторонней контактно-тепловой сварки: 1 — свариваемый материал; 2 — стальная лента; 3 — нагревательные губки; 4 — охлаждающие губки; 5 — сварной шов
Период рабочего цикла машины Тц, осуществляющей периодическую сварку, составляет
Тц^св + 'х. (5.8)
где ^в — время, затраченное на сварку: — время, затраченное на холостые ходы в течение периода рабочего цикла.
Время, затраченное непосредственно на сварку, включает время нагрева t^, время выдержки ^ и время охлаждения ?^:
Время, затраченное на холостые ходы, содержит время подачи материала в зону сварки ?п, время прижима ^р и время отвода горячего инструмента ^x, время удаления сваренных материалов tyi
*х = ?п+*пр + <аг+у (5.10)
Оценить степень совершенства технологии позволяют соотношения технологической производительности к и цикловой производительности 9Ц:
167
1
1
= r\k.
t
[5.11)
CB
Ц
где г| — коэффициент производительности.
1
(5.12)
T fctx + l
Очевидно, что 0 < г| < 1, причем эт. = 1 при отсутствии холостых ходов, т. е. при предельном совершенстве технологии и машины.
Сварочным инструментом для получения прямолинейных швов обычно являются бруски из нержавеющей стали с тщательно полированной поверхностью. Их толщина равна ширине сварочного шва. Они нагреваются чаще всего электричес-
ким устройством.
Для получения швов различной конфигурации используют плоский сварочный инструмент в виде плит (рис. 5.22) с выступающим профилем шириной Ь, равной ширине сварочного шва. Профиль может иметь гладкую или рифленую рабочую поверхность.
Для уменьшения нагрева материала в околошовной зоне, значительно понижающего прочность сварочного соединения, ширину инструмента увеличивают и снабжают его специаль-
а Отверстия для нагревателей
б
Рис. 5.22. Плоские плиты для контактно-тепловой сварки с гладкой (а) и рифленой {6) поверхностями сварочного шва
168
ными охлаждающими элементами или изоляционными пластинками (рис. 5.23).
С целью исключения прилипания свариваемого материала к нагревателю, сварку часто осуществляют через разделительные прокладки. Их обычно изготавливают из фтороплас-та~4, армированного стеклянной тканью, а также из поли-этилентерефталата, целлофана, кремнийорганической резины. Вместо разделительных прокладок можно наносить на рабочие поверхности нагревателя тонкий слой антиадгезионного состава на силиконовой основе. Однако этот слой необходимо часто восстанавливать, поскольку после каждого цикла сварки небольшое количество ан ти адгезионно го состава переходит в сварной шов.
Выбор технологических параметров сварки (температуры, давления и продолжительности) зависит в первую очередь от типа свариваемого материала, его толщины, а также от типа и конструктивных особенностей сварочного инструмента.
Мягкая тара изготавливается преимущественно из полимерных однослойных или многослойных материалов, Особен-
Рис. 5.23. Схема контактно-тепловой сварки с теплоизолирующим (а) и охлаждающим (б) инструментами: 1 — нагреватель: 2 — теплоизоляционная пластинка; 3 — разделительная прокладка; 4 — свариваемый материал; 5 — охлаждаемый элемент
169
Скорость сварки, м/мин 20
ностью сварки тонких пленок является возможность их быстрого прогрева. Поэтому инструмент при контактно-тепловой сварке можно нагревать до температур начала деструкции материала. Однако это не сказывается на качестве сварки, поскольку скорость деструкции ниже скорости сварки при малых толщинах пленок.
Сварку пленок толщиной до 100-150 мкм можно проводить с односторонним нагревом. Более толстые пленки следует сва-ривать с двусторонним нагревом. С увеличением толщины пленок возрастает температура нагревательного элемента, но до известного предела, поскольку одновременно возрастает и время прогрева материала, что может привести к его деструкции (табл. 5.3) [40].
Скорость контактно-тепловой сварки возрастает с повышением температуры нагревательных элементов. На рис. 5.24 показана зависимость скорости роликовой сварки полиэтиленовой пленки от температуры нагревающего ролика- Заштрихованная область на графике соответствует оптимальным значениям температур и скоростей сварки, при которых получают качественные сварные соединения.
Прочность получаемых сварных соединений пленок при испытании на расслаивание составляет в среднем 60-70% от прочное-
240 °С
Рис. 5'.24. Зависимость скорости контактно-тепловой сварки пленок ПЭ толщиной 60 мкм от температуры нагрева ролика (усилие прижима ролика 40 Н, ширина шва 4 мм)
170
Таблица 5.3
Режимы контактно-тепловой сварки пленок на машине МСП-1
Материал Толщина пленки, MKM Температура нагревательного инструмента, 'С Давление на свариваемый материал, МН/мг Скорость сварки, м/мии
