Способ сварки экструдированных фторопластовых пленок

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 121) 3820458/23-05 (22) 04.12.84 (46) 23.02.86. Бюл. Ф 7 (71) Омский политехнический институт (72) В.А.Соколов, И.В.Мозговой, Н. Е. Дмитриев, Л.А. 1 естель и П.В.Заживихин (53) 678.0 29.438 (088.8) 56) Зайцев К. И. и др. Сварка пластмасс. М.: Машиностроение, 1978, с.85-96 °

Авторское свидетельство СССР

У 806445, кл. В 29 С 2?/08, 1978. (54)(57) СПОСОБ СВАРКИ ЭКСТРУДИРОВАННЫХ ФТОРОПЛАСТОВЫХ ПЛЕНОК, включающий размещение пленок между нагретыми опорой и ультразвуковым инст— рументом, контактный нагрев пленок с одновременным введением в них ультразвуковых колебаний и деформирова— (51) 4 Я 29 С 65/08// В 29 L 7:00 нием зоны соединения, о т л и.ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности сварного соединения, перед размещением пленок между опорой и ультразвуковым инструментом на, зону шва со стороны ультразвукового инструмента накладывают полосу материала, по толщине и составу идентичного свариваемому, с направлением ориентации, перпендикулярным ориентации материала свариваемых пленок,и шириной, равной 0,6-0,8 ширины рабочей поверхности ультразвукового инструмента, а деформирование зоны соединения осуществляют до достижения соединением суммарной толщины свариваемых пленок, при этом температуру ультразвукового инструмента и опоры поддерживают равной 0,8-0,9 температуры плавления материала пленок.

1212839

Изобретение относится к сварке пластмасс, а именно к способам сварки экструдированных фторапластовых пленок, в частности, толщиной вьпче 150 мкм.

Целью изобретения является павы— шение надежности сварного соединения. за счет исключения утонения пленок в зоне соединения, а также исключения волн и складок, образующихся из-за усадки плейок в зоне шва в процессе формирования соединения, поскольку пленки из плавких модификаций фторопластов, получаемые методам экструзии, имеют существенную анизотропию свойств в направлении, параллельном и перпендикулярном их экструзии..

На фиг,1 изображен начальный момент сварки, когда ультразвуковой инс.трумент касается полосы, наложенной на основной материал, лежаший на опоре; на фиг.2 — момент завершения процесса сварки и образования сварного соединения; на фиг.3 и 4 рекамендуе:.ые варианты укладки основного материала и присадочнай полосы с указанием направления экструзии.

Способ сварки экструдираванных ,фторопластовых пленок заключается н следующем.

Снариваемые пленки 1 укладывают внахлест, закрепляют на них полосу

2 присадачного материала, после чего !

5аэмещают между ультразвуковым инструментом 3 и опорой 4, нагретыми до температуры, равной 0,8-0,9 температуры плавления сваринаемага материала, осуществляя ими контактный нагрев пленок. Одновременно осуществляют деформирование зоны соединения, прикладывая сварочное давление через ультразвуковой инструмент 3, нвад ультразвуковых колебаний и протяжку свариваемых пленок 1 с присадочной полосой 2. Полоса 2, накладываемая на пленки 1, по толщине и составу идентична сваринаемым пленками и имеет направление ориентации, перпендикулярное ориентации материала пленок 1.

При сварке пленок 1 вдоль ориентации основного материала (фиг.3) его усадка идет вдоль ориентации, а усадка материала наложенной полосы 2 идет перпендикулярна усадке оснрвного материала препятствуя тем самым осадке основного материала.Визуаль30

55

Для испытаний из сварного изделия вырезают образцы, Прочность соединения образцов, выполненных по предлагаемому способу, по сравнению с прочностью образцов, выполненных сваркой па известному споный контроль швов показывает, что устраняются валнистасть оснавнага материала и утанение сварного шва, падрезы шва.

При сварке пленок 1 поперек ориентации основного материала (фиг ° 4) усадка основного материала идет к центру шва. Стягиваясь, материал образует наплывы, приводящие к подрезам шна. При введении накладки 2 с ориентацией, перпендикулярной ориентации основного материала, усадка материала присадачной полосы 2 идет в направлении, перпендикулярном иаправлению усадки основного материала. ! !ирину накладываемой полосы 2 выбирают равной 0,6-0,8 ширины рабочей поверхности ультразвукового инструмента 3, исходя из условия сплавления ее крамак с основным материалаМ

I (сагласно экспериментальным данным)..

Температуру ультразвукового инструмента 3 и опоры 4 выбирают равной 0,8-0,9 температуры плавления материала пленок, исходя из условия исключения повышения температуры в зоне сварного соединения выше температуры деструкции материала.

При значениях температуры ультразвукового инструмента 3 и опоры 4 ниже указанного интервала не происходит расплавления материала пленок.

При этих значениях температуры можно добиться расплавления основного материала повышением мощности ультразвуканых колебаний, но при этом происходит разрушение материала. с

Дефармиранание зоны соединения осуществляют да достижения суммарной толщины свариваемых пленок 1.

Пример 1. Фтаропластовые пленки талщиной 200 мкм снаринают при следующих параметрах режима сварки: температура ультразвукоо вага инструмента и опоры Т = 260 С, время сварки Р = 60 с, сварочное давление Р = 0,3 !"1Ла, частота ультразвуковых колебаний f = 20,5 кГц, амплитуда колебаний А = 10-15 мкм.

Ориентация материала накладываемой полосы выбрана параллельной ориентации аснавнага материала. собу, возрастает при расслаивании с

40 до 44,3Х, при сдвиге — с 70 до 75,57.

Пример 2. Фторопластовые пленки толщиной 200 мкм сваривают при указанных режимах, однако ориентация материала накладываемой полосы выбрана перпендикулярной ориентации основного материала.

Прочность соединений по сравнению с контрольными образцами возрастает при расслаивании с 40 до 487, при сдвиге — с 70 до 86Х.

Осуществляют также сварку фторопластовых пленок с различным отношением ширины накладываемой полосы 2 к ширине рабочей поверхности ультразвукового инструмента 3 и различной температурой ультразвукового инструмента и опоры, исполь212839 зуя накладываемую полосу 2 как с параллельным, так и с перпендикулярным направлением ориентации материала полосы по отношению к ориентации материала свариваемых пленок.

Сварку образцов производят при следующих постоянных параметрах режима сварки: температура сварки

Т„„= 320 С, время сварки, = 60 с, . сварочное давление Р, = О,Э МПа, частота ультразвуковых колебаний — 20,5 кГц, амплитуда колебаний А = 10-15 мкм.

Прочность при испытании на растя1 . жение основного материала пленок

240 кГс/см . Ширина рабочей поверх8ности ультразвукового инструмента и опоры 6 мм.

Результаты испытаний приведены

211 в таблице.

1"!2839! о

1 о

O л.Ф

О л л

М М

О О л л л

СЧ OQ OQ.t

Ю

1 а о и х хэ, и

4 g. F»

O cU

Ц

О Э сс> о р, I>," и

Е»

cU

1ъ

Сс>

cd а х х

Э х

tf э х и х

Э >U х х э э а

О >О и о э х и сч л

Э Э л х л х 6>

С>! э а

o >o

o o

О

> л

OQ л

4 л

О О О

О:>

OQ л

OQ C о

М о

1:»

O л

С» о

И о

О

1» о

О л,о 1

С4

«» л

С>

С> О л

С>

М

СО л с>

П аоххх!х1хэх и н о аw О,х э ххоэх

Э НОЛ Х хнюохэ ххыахj-z

1 н о х

СС

Ч О

С 4

co I

Ч О м!

С>! О

azoic

Х Э 1»

Э Э О

Х 444 И

I

1

1 !

I .4 и1

C 4 л л

С4 С 4 С4

1 Х

1» д о

1 о х

d4 cUu

cd О Хс>

Х э а Б

Р >44 I" а

С» СС> И О х и хахо с> с4

М с>

Q i о х

° О

Ц

Ц

)х

>Я

44 х

>О о

0 о

И о х х

Cf о и х и и о х х о

I х хэ а о

Ц ф

1 Х

Х! аj

Э1 cd

1 I

Э1 0

Z! 0

cd

О1 О, Г о! х

ХI О

>44 ( о х о

1 х!

1 Э

0 I !» о!

Х} х х! Cf

О! И а1

Х I.

I Х

xI а

С>4 .О

Х 0 Х

-о а

cd g Э

O Û jэ ох

r. o K

i= o

I о э х э х э х х

Cf

Э о

С) СС> О О О О О О л л л л л

С4 с> М М1 М М Iri lrl

О О О О O O О О О О О сч О а о4 а . С4 О а сч а сч

C 4 С 4 СЧ М С 4 С4 С4 С > С 4

1212839!

1

I

1

1 э х х и х (.

Э Э х (7, 6) с cd э а о ю о о

Э !с (» х и о х(o K Э о х: со а х

С С Э

dI а о ю о о сч ., а

Ю Ю

О сЧ

О Ю а С

Ю л о

-Ф с Ъ Ф о

Э х

Э Ц и

Х E

Я ц б л э а

o co co о о

Э х и х

Э Э х х рЭ сч eO о е о о о с» о л o K о а

С»»!

» о о сч М о л а со со сЧ

I

U о

)х

Е» и 1

Х E х х э

1 х и а о х а о (Э х х х о (Н о х (»

Э Х а о э

lI

w( ч о сЧ I

6>хо v о

Х Э

cd cd O хах и

° Ф сЧ с 4 а

;т, 1 о ь

4 Е» о х х эо о V > а 3

Ф (» а и о

Ф х и ахо

1 а3 .о х хи

e - о

Х cd а в" о (с х " R э а>х

Е Э

Э cd Cl 9 (- „у э.о

m p x

Э о х

С4

tC

1 р

И а

С» о и о

Й

А ! ц ! о ф

E

Э 1

I х, I

Ж.1

I о а

)х х х

У

v (с и а х и ь0

Е» и о х о! ь х

cc1 l cd

ХI х а! х

Э! сб

E1 Г, cd(u

XI u

1 cd

o(а

Ci1

o(x а

Ф(o(Х(— иl

О(1

Х(E l Э

u l c. о!

Х(В

Ф I Ц

o(u

И!

1 к1 а

X х х

:т ! с о э х х cl а о е

О О О . О О О О О и1 11

1 л ° Ф л и л О "О K iÎ N сЧ

o o о о . o о î о о о о|о. о ch сч О сч О О1 сч О сЧ,С !О,.

С 4 СЧ M СЧ СЧ C»4 с сЧ с»4 с4

Э и

Э Э х

0)

Э Q

О О

<з о

Э х х

Э dI х 4 х л о

Ц п сч О О

О, л л л о 1О -- л а и о л л

4 о

4 о

О Ф л а

Э .Ф

Ф х . х и

Э ! о с( о ! а а

aI

Х!

Э

Х и

Х 1.

4 dI Э о х

Э t(cd л а е а э оио

Oc л1 Э

Х v х

Э о х

Ю а э О.

Э Оcc и о

4 о

K о

О О л о л у- О л о л

С 4 л а и гм!

С> О л

C) с 1

CO л

С) 1 и о

>х х

Ф Х х а о Ф ю х са о

О, И

1 и с!! х х

Х Э 1

X !

v e а о хнах

Но а

1-"

Ф Н х хйм

Н о х о

И

1 О I ! О сл 1

II

I О

I бх и о и

Z o

Ф о

IQ И о о о л л л и д

f» о ! t» о

Id е о

Id Х

Ф а m

4 сс!

cd cd х а

Щ

1» х

Э И хб л а т ь а и о х

Х о

lO о

v о !

»

С3

I X

cd I с3! щ

Х1 Р> а1 Х

Ф I с6

I! Ц

cd l V

EI v

1 cd

O1 C

41 о! а

0) t 1= о! х1Ui о!

Х1

1»! Ф

И1

О! Х

Х! IO

Э 1 tf

o! u

C4I

1 1 х а

Я х у и х и

6! о х х о с!! и

- о а

cd g Э о х и Э Й аоФ

3I-XO х цоФ

Х с!! Х Ф оаэи, 1 х

Ф а о р х О О О .О О О

I л л л сч с" Р ) с») с ) с" О

O O O 0 O O a с! с с! < сл сч сп сч е о сч с» ("4 с»1 N с 1 г.! сч сч с

1212839

1 Х ф1 Х

Д1 Х

Х! al

° О! Х

>g Э! а! хф! v

di XI V

Х I cd

Х О!. О

ЭО1 Х

ОХ! О, v ml о! х х х о!

Э х 1

Х .!

Ql

3, l о

dl х U х 1э э х х ф

k(cd э а о из о о

О 1 И

Ice| о л

1 I

v оэ. .:оа оххх .

4 X ds X v оаэи ах ф х х о э х 1и 10 я х

2 ф.оgэ х х ам Ei x

I х

О х

II

1 сО I O

I и в о. х э

I ф фф-Я

C) О

1 Х

E доф

Ц 4 E"

:ох

m dSO

cd о хо

ls3 х э ь а Б а@1-а

4 Ol 0 О ф ф х и х ахо

Ю о о о

Е

С3 ф

lO д

E о х о

I х

Э а о

Э ! х

Х!

E1 Ol

О! 4 о! х! х

Х! tt о! и а!

4I

1 Х

Х1 О

I л х v

- о

aS Ц

g o х

О A э о

Е ф CS ф! и

ccl g ф х

О

Х E

2 Х ! °

Х 1- Х нхо о э х э о ац хое х э х о

1д

Э Э ф о ю

v o

4 о.

М сч п а э

Ф л О, сЧ v сЧ Э .Ф 1:!

4 о о л . э

° ° е О

cV cV dl л л

I о о о о л A О О О О о о о О О1 CV 1

СЧ CV С Ъ

1212839

ВНИИПИ Заказ 708/26 Тираж б40 Подписное

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