Анализ ультразвуковой сварки пластмасс
Принцип:
Ультразвуковая механическая вибрация (частота 10-70 кГц, амплитуда 1-250 мкм) прикладывается к пластиковым деталям, чтобы производить локальный нагрев под давлением (нагрев происходит из-за комбинированного эффекта поверхностного и межмолекулярного трения) и плавления, образующего сварной шов. Как показано, процесс ультразвуковой сварки делится на четыре этапа.
Стадия 1: Рог соприкасается с деталью, прикладывая давление и начиная вибрировать. Тепло трения рассеивает направляющие энергию ребра, и раствор стекает в поверхность склеивания. По мере того как расстояние между двумя частями уменьшается, количество сварки (расстояние между двумя частями из-за потока расплава) уменьшается. Вначале величина сварочного смещения быстро увеличивается, а затем замедляется, когда направляющее ребро расплавленной энергии распространяется и контактирует с поверхностью нижней части. В твердой фазе трения тепло генерируется энергией трения между двумя поверхностями и внутренним трением в детали. Теплота трения заставляет полимерный материал нагреваться до его температуры плавления. Количество тепла зависит от частоты действия, амплитуды и давления.
Стадия 2: увеличение скорости плавления приводит к увеличению количества сварочных смещений и контакта между поверхностями двух частей. На этой стадии формируется тонкий расплавленный слой, и толщина расплавленного слоя увеличивается за счет непрерывного выделения тепла. Тепло на этой стадии генерируется вязкой диссипацией.
Этап 3: толщина слоя раствора в сварном шве остается неизменной и сопровождается постоянным распределением температуры, происходит плавление в стационарном состоянии.
Этап 4: по истечении заданного периода времени или после достижения определенной энергии, уровня мощности или расстояния источник питания отключается, ультразвуковая вибрация прекращается, и начинается четвертый этап. Давление поддерживается, и часть дополнительного раствора выдавливается из сустава. Максимальное смещение достигается, когда сварной шов охлаждается и затвердевает, и происходит межмолекулярная диффузия.