Способ передаточной ультразвуковой сварки деталей из полимерных материалов

 

Союз Советскмх

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (itl979140 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено pg 02 81(2t) 3247024/23-05 с присоединением заявки М— (23) Приоритет

Опубликовано 07. 12.82. бюллетень М 45

Дата опубликования описания 07 . 12 .82 (5l)M. Кл.

В 29 С 27/08

Вкудврвтввкай комктвт

СССР ке двлвм кзабрвтвнвй и етврыткН (53) УДК678.029. .438(088.8) (72) Авторы изобретения

В, С. Галков, Н. А. Колесник и Б. И. Грачев (71) Заявитель. (54} СПОСОб ПЕРЕДАТОЧНОЙ УЛЬТРАЗВУКОВОЙ СВАРКИ

ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОЛИИЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к областй 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 1,1).

В известном способе учитываются и используются свойства свариваемых материалов на микроскопическом уров- не: колебания, сопровождающие возникновение и движение дефектов структуры, развитие трещин, перестройку межкристаллитных границ и т.д., происходящие главным образом в резу- 2О льтате деформации свариваемых материалов, а также резонансные эффекты от совпадения частоты вводимых коле 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-эа большого поглощения энергии свариваемых материалов, ввод ко-. лебаний необходимо осуществлять в непосредственной близости к зоне соединения (только контактная сварка).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ передаточной ультразвуковой сварки деталей иэ полимерных материалов, включающий приложение к свариваемым деталям статического.давления и пропускание ультразвуковых колебаний (2) .

Недостатком известного способа являются невысокая стабильность получаемых соединений, вызываемая нерав979 l 4 формула изобретения

3 номерйостью 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 щ 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 полимерных материалов, включающем приложение к свариваемым деталям статического давления и пропускание ультразвуковых колебаний, согласно изобретению перед приложением давления к свариваемым деталям определяют собственную частоту механических колебаний по меньшей мере одной из свариваемых деталей, а ультразвуковые колебания пропускают с частотой, равной или кратной собственной частоте механических колебаний этой детали.

Такое осуществление способа пре—

1дусматривает использование резонанс - . ных свойств самих деталей, т. е. макроскопических дефектов вследствие совпадения частоты вводимых колебаний с собственной частотой одной из соединяемых деталей. Такой прием приводит к резкому увеличению амплитуды

40 колебаний детали, что позволяет снизить величину используемой для сварки колебательной энергии, в также повысить качество сварных соединений путем повышения равномерности и стабильности соединения.

Способ передаточной ультразвуковой 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 мере одной из них, затем свариваемые поверхности деталей соединяют, прилагая к ним статическое давление, и вводят ультразвуковые колебания, равные или кратные определенной ранее

0 1 собственной частоте механических колебаний одной из свариваемых деталей.

Пример. Ультразвуковой сварке подвергали деталь БЛ7.245.460 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 собственную частоту колебаний детали БЛ7.245.460 путем при клей ки к ней и ьезоэле кт ри чес кой пластины и регистрации амплитудночастотных характеристик с помощью прибора XI-46 она оказалась равной

57,5 кГц. Эту частоту приняли за рабочую„ соединили свариваемые поверхности деталей с приложением статического давления, и сварочным инструментом, прикладывая его к детали БЛ7.245.460, 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 s месте приложения сварного инструмента.

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 затф т, 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 собствен979140

Составитель Н. Елисеева

Редактор Н. Коляда Техред. М,Тепер Корректор Г.Огар

Тираж 6.79 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5

Заказ 9496/21

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 ной частоте механических колеоаний этой детали.

Источики информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР.

И 327022, кл. 8 23 К 20/10, 1969.

2. Волков С. С ° и др. Сварка пластмасс ультразвуком. И., "Химия", 1974,- с. 21-23 (прототип).