Устройство для ультразвуковой сварки полимерных материалов

 

Г

Б. Я. Черняк, С. П. Власенко, Ф. Е, Ляшко, А. Н; Мелкумов, В. А. Свистунов и 3. Е. Арутюнов -.

3 .Ташкентский автомобильно-дорожный институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УстРОЙСТВО ДЛЯ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ

СВАРКИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к области сварки пластмасс, а именно к устрой« ствам для ультразвуковой сварки.

Известно, устройство для ультразвуковой сварки деталей из полимерных материалов с неровными контактирую- 5 щими с инструментом поверхностями, содержащее самоустанавливающуюся опору 1) °

Однако, применение самоустанавливающейся опоры ограничено размерами

16 свариваемых деталей, а также размерами и количеством неровностей на поверхности.

Наиболее близким по технической

В 15 сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для ультразвуковой сварки пблимерных материалов, содержащее станину, на кото рой смонтированы акустическая головка с волноводом, опора и блок статического давления P 2).

Недостатком указанного устройства является то,. что при сварке деталей, имеющих неровную поверхность, контактирующую с волноводом, необходимо переориентировать в пространстве акустическую головку или опору в зависимости от профиля неровности, Это, с одной стороны, приводит к снижению производительности процесса сварки, а с другой стороны, к снижению качества сварных соединений, так как иззв неполного прилегания инструмента на поверхности детали образуются выплески и пережоги.

Целью изобретения является улучшение качества сварного соединения и повышение производительности.

Указанная цель достигается тем, что устройство для ультразвуковой сварки полимерных материалов, содер.жащее станину на которой смонтированы акустическая голонка с волноводом, опора и блок статического давления, согласно изобретению снабжено расположенной между волноводом и опорой металлической пластиной с механизмом

3 97913 ориентации ее относительно поверхности свариваемого материала, причем металлическая пластина имеет площадь, превышающую площадь рабочего торца волновода. 3

Кроме того, механизм ориентации металлической пластины выполнен в виде шаровых опор, соединенных со штоками, подвижно установленными относительно акустической головки. 16

Отличием устройства является также то, что механизм ориентации металлической пластины выполнен в виде упругих элементов, соединенных с акустической головкой или опорой. 15

Применение самоустанавливающейся пластины снижает уровень динамических напряжений на границе пластина— свариваемый материал, за счет чего

26 ликвидируются пережоги и выплески на поверхности материала. 3а счет увеличения площади контакта пластины с материалом по сравнению с волноводом в материал вводится большая энергия механических колебаний и граница раздела свариваемых деталей проплавляется больше и быстрее.

B случае неполного прилегания волновода к пластине вмятина остается на пластине, а поверхность сваривае3О мого материала не повреждается. Это позволяет применять волновод с малой площадью рабочего торца, что повышает его коэффициент усиления, а следовательно, и амплитуду смещения его рабочего торца, Это, в своа очередь, также уменьшает общее время процесса сварки.

На фиг. 1 показано устройство, общий вид; на фиг. 2, 3 - то же, с 46 другими вариантами выполнения механизма ориентации металлической пластины.

Устройство для ультразвуковой сварки полимерных материалов содержит станину 1 в виде сварной или литой металлической конструкции, на которой смонтированы блок 2 статического давления, акустическая головка 3, включающая волновод 4, .и опора 5.

Между волноводом 4 и опорой 5 расположена металлическая пластина 6, площадь которой превышает площадь рабочего торца волновода.

Размеры и материал пластины 6 5$ определяются конкретными условиями сварки, мощностью акустической головки 3, а также видом, конфигураци9 4 ей и размерами свариваемого материала. Металлическая пластина 6 соедине на с акустической головкой 3 (фиг. 1, 2) или с опорой 5 (фиг. 3) и имеет механизм ориентации ее относительно свариваемого материала, который может быть выполнен в виде связанных с пластиной шаровых опор

7, соединенных со штоками 8, подвижно установленными относительно акустической головки 3 (фиг. 1). Механизм ориентации может быть выполнен также в виде связанных с пластиной упругих элементов 9, соединенных с акусти еской головкой 3 (фиг. 2 ) или опорой 5 (фиг. 3). Упругие элементы 9 выполнены в виде пружинных, резиновых, пневматических, гидравлических и т. и. амортизаторов.

Количество штоков 5 и упругих элементов 9 выбирается в зависимости от размеров свариваемых деталей.

Блок 2 статического давления может быть пневматическим, гидравлическим, или механическим.

Устройство работает следующим образом.

После включения блока 2 статического давления акустическая головка 3 с волноводом 4 под действием варочного усилия опускается вниз. Это двйжение передается на штоки 8 (или упругие элементы 9) и через шаровые опоры 7 на металлическую пластину 6.

Пластина 6 укладывается на свариваемый материал 10 под волновод 4.

Благодаря наличию шаровых опор 7 и подвижному закреплению штоков 8 s головке 3 или упругим элементам 9 пластина 6 в процессе движения головки 3 самоустанавливается параллельно свариваемой поверхности материала 10.

При дальнейшем движении головки 3 вниз волновод 4 своим рабочим торцем опирается на пластину 6, сдавливание материала 10 осуществляется за счет давления волновода 4 на пластину 6.

После достижения статического давления заданной величины пропускают ультразвуковые колебания и ведут сварку. После завершения процесса соединения материала 10 ультразвуковые колебания отключают и снимают статическое давление. Головка 3 поднимается и пластина 6 отходит от свариваемого материала.

Предлагаемое устройство позволяет повысить прочность сварных соедине979139

Формула изобретения иг. / ний и улучшить их внешний вид, имеет высокую производительность.

1. Устройство для ультразвуковой сварки полимерных материалов, содержащее станину, на которой смонтированы акустическая головка с волноводом,1о опора и блок статического давления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения. качества сварного соединения и повышения производительности, устройство снабжено расположенной между волноводом и опорой металлической пластиной с механизмом ориентации ее относительно поверхности свариваемого материала, причем металлическая пластина имеет площадь,20 превышающую площадь рабочего торца волновода.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что механизм ориентации металлической пластины выполнен в виде шаровых опор, соединенных с штоками, подвижно установленными относительно акустической головки.

3. Устройство по и. 1, о-т л и,ч а ю щ е е с я, тем, что механизм ориентации металлической пластины выполнен в виде упругих элементов, соединенных с акустической головкой или опорой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 510376, кл. В 29 С 27/08, 1974.

2. 8олков С. С. и др. Сварка пластмасс ультразвуком. M. "Химия.", 1974, с. 189 {прототип).