ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Деформирование материала в зоне сварки и роль ультразвукового воздействия из "Сварка фторопластов " К особенностям пластического поведения фторопласта-4, как уже отмечалось, относится его способность к ползучести при обыкновенной температуре и относительно небольших значениях механических нагрузок, усугубляющаяся с ростом температуры, а также высокое, достигающее 50%, увеличение объема материала при температуре сварки. Такое поведение вызывает определенные трудности в выборе оптимального сварочного давления, которое должно обеспечить наиболее полный контакт между свариваемыми поверхностями. [c.29] Наиболее распространенным способом создания сварочного давления при сварке фторопласта-4 является ограничение его термического расширения. Давление, развиваемое при нагреве фторопласта-4 до температуры сварки, при полном ограничении свободы расширения возрастает пропорционально увеличению толщины материала. При этом величина возникающих в материале напряжений превышает прочность материала. Максимальное увеличение напряжений имеет место в интервале температур плавления кристаллической фазы полимера, при температурах же, близких к сварочным, давление нарастает менее интенсивно (рис. 2.3). [c.29] Жесткое ограничение объема, в котором расширяется свариваемый образец, связано с рядом технических трудностей, поэтому на практике наряду с упомянутым способом для поддержания необходимого давления в процессе нагрева и изотермической выдержки используют устройства, упруго компенсирующие избыточное расширение образца. [c.29] Однако при любом способе создания сварочного давления не удается полностью устранить одно обстоятельство объемная деформация материала в зоне нагрева наступает раньше, чем. протекает пластическая деформация микровыступов на контактирующих поверхностях, что становится причиной снижения стабильности прочностных показателей сварного соединения. [c.29] Одним из путей предотвращения этого является применение промежуточного присадочного материала [6, 18], например из плавких марок фторопласта-4 (Ф-4МБ, Ф-50), другим - введение в зону нагрева механических колебаний ультразвуковой частоты. В последнем случае появляется возможность снизить давление, необходимое для достижения полного контакта свариваемых поверхностей (рис. 2.4) [19]. [c.29] И охлаждение. Для фторопласта-4 продолжительность каждого из этих этапов исчисляется минутами и даже десятками минут. [c.30] Особенностями этапа разогрева зоны сварки, как уже отмечалось, является, с одной стороны, низкая теплопроводность материала, с другой - высокие температуры сварки, близкие к температуре деструкции [20]. [c.30] При использовании ультразвуковых колебаний на стадии разогрева зоны сварки они способствуют увеличению скорости разогрева полимера за счет поглощения материалом ультразвуковой энергии. Одновременно с разогревом проявляется и активирующее действие ультразвука на поверхностные слои зоны соединения, которое значительно повышается с переходом материала в зоне соединения в аморфное состояние. [c.30] Активирующее действие ультразвука заключается в нарушении укладки макромолекул, выражающемся в уменьшении степени кристалличности и сопровождающемся флуктуационны-ми изменениями молекулярной массы полимера в зоне контакта. [c.30] Процесс ультразвукового воздействия продолжается и на стадии изотермической выдержки, в процессе которой завершается формирование контакта по всей площади соединяемых поверхностей и начинаются диффузионные взаимодействия в результате теплового движения звеньев макромолекул [21]. Применение ультразвука при этом способствует увеличению подвижности звеньев вплоть до разрыва отдельных участков макромолекул, оказавшихся в наиболее тяжелых условиях вследствие неравномерного распределения нагрузки, а также перемещению свободных концов макромолекул и вновь образованных радикалов в поле переменных механических напряжений. [c.30] Вернуться к основной статье