Ультразвуковая сварка полимерных материалов

Соединение ультразвуком

Одной из наиболее современных технологий является ультразвуковая сварка пластмасс. Методика базируется на взаимодействии молекул пластмассы с ультразвуковыми колебаниями. Для некоторых несвариваемых материалов это — единственно возможный вариант соединения.

Технология ультразвуковой сварки

  • соединяемые элементы помещаются в специализированное гнездо (к нему подведен волновод);
  • волновой генератор вырабатывает колебания до 50 кГц, которые специальным прибором преобразуются механические колебания, направляются к волноводу;
  • пневматический механизм прижимает волновод к заготовкам;
  • под воздействием смешанных волн связь молекул полимеров ослабляется;
  • волна ультразвуковая после соединения заготовок перестает вырабатываться генератором, но изделия некоторое время продолжают оставаться в сварочной зоне, происходит укрепление новых молекулярных связей.

Чаще всего соединение полимерных изделий осуществляется внахлест точечно или по всему периметру.

Преимущества сварки ультразвуком

  • Экологически безопасная процедура: дополнительные химические соединения отсутствуют, не происходит избыточное нагревание материалов, вредные газы в процессе сварки не выделяются.
  • Сварка полимеров по данной технологии отличается высоким качеством, надежностью. Неразрывные соединения имеют высокие прочностные характеристики. Не нарушая внешнего вида изделия можно достичь высокой герметичности соединения (сварной шов отсутствует).
  • Ультразвуковая сварка – это универсальный вариант, который предоставляет возможность соединять полимеры разной структуры.
  • Данная методика лучше всего подходит для автоматизированных производственных процессов, поэтому эффективно используется на многих сборочных цехах.

Применение ультразвука

Сваривание материалов высокочастотными колебаниями нашло широкое применение в областях промышленности с использованием пластичного сырья. Ультразвуковая сварка пластмасс позволяет создать любое соединение, по форме и сложности, не требующее классического плавления материала. Точечный или продольный шов будет надежно удерживать стороны вместе. Это активно используется в производстве игрушек и плотных упаковок из полипропилена. Сварка пластмасс ультразвуком нашла отображение и в изготовлении тонких оправ для очков.

Метод соединения успешно воздействует на сваривание: меди, алюминия, золота, никеля, серебра, вольфрама, циркония, молибдена, ниобия. Это нашло отображение в ювелирном деле и радиоэлектронике. Ультразвук можно задействовать в креплении микросхем и создании мелкой механики. Благодаря регулируемым настройкам, высокочастотными колебаниями возможно соединять даже проволоку и фольгу.

Ультразвуковой метод позволяет связывать однородные материалы не только друг с другом, но и с разными видами. Например, стальную пластину можно соединить со стеклом, керамикой, или полупроводниками. В некоторых случаях требуется алюминиевая прослойка, когда соединение напрямую будет менее прочным. Но чем выше твердость используемого материала, тем ниже качество сваривания.

Технология ультразвуковой сварки

Принцип молекулярного соединения основан на физических свойствах материалов. Они становятся пластичными под воздействием энергии волны, происходит внутренний разогрев. Ультразвук создает динамическое и статическое давление в зоне шва. Происходит внутренняя и наружная деформация соединяемых материалов с выделением тепла. В отличие от традиционной, сварка ультразвуком не требует дополнительных расходных материалов: присадки – электродов или проволоки; флюсов, предохраняющих детали от перегрева.

Процесс сварки состоит из нескольких этапов:

  1. генератор создает ток определенной частоты;
  2. преобразователь превращает электрическую энергию в механическую;
  3. ультразвук создает статическое и динамическое напряжение;
  4. волновод передает энергию волны в зону сварки (перпендикулярно поверхности);
  5. под воздействием двух сил (внутренних и внешних) материал приобретает пластичность, происходит взаимодиффузия;
  6. выделенная тепловая энергия обеспечивает глубинное проникновение молекул.

Последовательность работы:

  1. Включается аппарат.
  2. На подставке укладываются соединяемые изделия.
  3. При варке металлов для получения прочного соединения зона стыка разогревается индуктором.
  4. Детали фиксируются, чтобы под давлением ультразвука не смещались.
  5. Сварочная головка, излучающая импульс, направляется в область соединения перпендикулярно деталям.
  6. После работы фиксатор ослабляется, проверяется прочность шва.

Ультразвуковая сварка металлов требует дополнительного прогрева элементов, эта операция сокращает время обработки. Естественный разогрев происходит только в процессе пластической деформации, под воздействием динамической силы импульсов.

Технология УЗС для металлов

Соединение методом УЗС применяется для различных металлов и сплавов. Данный метод имеет широкие возможности в соединении не только однородных, но и разных материалов (соединение стальной пластины с керамической, проволоки и фольги и т. д.). Применяется в электронике, ювелирном, холодильном, автомобильном, аккумуляторном производствах и др.

Например, для сварки:

  • пучков проводов и разъемов в автомобилях;
  • деталей при производстве аккумуляторов, электродвигателей, батареек, солнечных батарей;
  • трубопроводов в холодильниках, кондиционерах и т. д.

Схема операций технологического процесса:

  • подготовка свариваемых поверхностей;
  • сборка узлов;
  • прихватка;
  • сварка;
  • правка.

Для сварного изделия разрабатывается технологический процесс. Каждый этап технологии для каждого изделия индивидуален.

ПРОЦЕСС ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПРОДУКЦИИ

Процесс создания изделий подразделяется на несколько этапов. Первый этап начинается с запроса на сайте. Клиент его оставляет и далее менеджер связывается с ним для проведения первичной консультации. Задача менеджера оказать помощь клиенту в выборе материалов, дать ему подробную информацию о методах нашей работы и возможностях компании, а также подобрать оптимальный в соотношении цена/качество вариант изделия.

Выбранный и согласованный вариант изделия создается на нашем производстве в Санкт-Петербурге. Процесс изготовления продукции для клиента может занимать различное количество времени. В некоторых случаях это недели, поскольку как само производство, так и подготовка к нему требуют подготовки, а в других случаях это может занять и несколько часов, если все уже заранее готово и может произойти без лишнего надзора. Наше производство оборудовано аппаратами с ЧПУ, что позволяет во многих процессах исключить человеческий фактор и количество брака. После того, как все изделия готовы, наши специалисты упаковывают их для безопасной транспортировки и передают в службу логистики. Те, в свою очередь доставляют изделия во все города России.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий