ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности процессов образования сварного соединения из "Сварка фторопластов " Процессы, происходящие при сварке фторсодержащих полимерных материалов, аналогичны процессам, протекающим при сварке других термопластов, однако имеют ряд характерных особенностей. Сварка-это процесс образования соединения за счет контакта активированных нагревом поверхностей. В сварочной зоне при этом происходит активация свариваемых поверхностей, взаимодействие свариваемых поверхностей при их контакте, формирование структуры материала в зоне контакта. [c.22] При нагреве свариваемых поверхностей повышается энергия теплового движения макромолекул и при температурах, близких к температуре текучести, начинается движение сегментов, приводящее к перемещению макромолекул друг относительно друга. [c.22] Иногда процессу активации сопутствуют и другие явления, обусловленные специфическими особенностями применяемых источников энергии смещение диполей под воздействием высокочастотного электрического поля при ВЧ сварке, механические колебания ультразвуковой частоты при сварке ультразвуком и др. Для активации свариваемых поверхностей растворимых полимеров могут быть использованы также растворители, а при химической сварке-вещества, вступающие в химическое взаимодействие со свариваемым материалом. [c.23] Процессы взаимодействия активированных свариваемых поверхностей при их контакте наиболее важны, поскольку именно они ответственны за свойства сварного соединения. В процессе образования сварных соединений происходит формирование надмолекулярной структуры в зоне контакта, которая должна быть максимально приближенной к структуре основного материала. [c.23] Образование прочных соединений в процессе сварки при температуре ниже температуры текучести возможно только при длительном контакте свариваемых поверхностей [6, 7]. При этом в сварных швах сохраняется граница раздела и при определенных режимах нагружения может происходить расслаивание соединения по этой границе. [c.23] Это явление постоянного образования радикалов и их восстановления (рекомбинации) в значительной степени облегчает условия протекания диффузии, а также делает возможным образование химических связей через границу раздела по радикальному механизму. [c.24] Если полимер переходит в расплавленное состояние (как это имеет место в случае большинства плавких фторполимеров), сварка происходит быстро, и продолжительность процесса иногда исчисляется секундами. Прочность получаемых при этом сварных соединений мало зависит от температуры расплава и продолжительности сварки. В сварных швах отсутствуют границы раздела соединяемых поверхностей, швы практически не разрушаются по первоначальной плоскости контакта. Надмолекулярная структура материала шва отличается от структуры исходного материала и зависит от условий охлаждения расплава. [c.24] Высокие прочностные показатели сварных соединений обусловливаются главным образом процессами течения и перемешивания макрообъемов расплава, что подтверждается влиянием температуры расплава и давления на скорость сдвига расплава. Получение сварных соединений с максимальной прочностью при сварке в вязкотекучем состоянии возможно только при обеспечении оптимальной скорости сдвига расплава. [c.25] Вязкость фторполимеров, находящихся в вязкотекучем состоянии, как правило, достаточно высока (10 -10 Па с). За время нахождения расплава при температуре сварки в материале часто успевают произойти химические и структурные изменения, приводящие к сильному охрупчиванию сварного шва и около-шовной зоны. [c.25] Исследования, проведенные на пленках фторопласта-4М и -4МБ с различными показателями текучести расплава (0,5-20 г/10 мин при 300°С), показали, что соединения с максимальной прочностью могут быть получены только при ПТР = = 2-9 г/10 мин. Уменьшение ПТР затрудняет сварку и вызывает необходимость повышения либо температуры сварки, либо давления. Для пленок с ПТР = 1 г/10 мин даже при максимально высоких температурах и давлениях получить нерасслаивающиеся сварные соединения невозможно. Сварные соединения пленок с высоким значением ПТР хрупко разрушаются при растяжении практически без деформации. При этом пониженная деформа-тивность сварных соединений начинает наблюдаться при значительно меньших ПТР, чем пониженная прочность. Так, сварное соединение из пленок фторопласта-4МБ с ПТР = 5 г/10 мин разрушаются при очень малых деформациях, в то время как пониженная прочность соединений при расслаивании наблюдается только для пленок с ПТР = 9 г/10 мин. Низкая прочность сварных соединений из фторопластовых пленок с высоким ПТР обусловлена их повышенной хрупкостью, проявляющейся при условиях нагружения, характерных для испытания сварных соединений на расслаивание. [c.25] При сварке пленок из фторопласта-4МБ и -40 расплав, вытекающий из зоны соединения, в ряде случаев не сплавляются с околошовной зо юй, что снижает прочность соединений, особенно при изгибающих нагрузках. Вероятность этого особенно велика в случае пленок, для которых характерно быстрое увеличение ПТР с повышением температуры в интервале температур сварки. Таким образом, свариваемость полимера зависит не только от их реологических характеристик, но и от степени изменения вязкости расплава (градиента вязкости) в интервале температур сварки. [c.25] Вернуться к основной статье