ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сварка трением из "Сварка пластмасс " возникающее от трения двух пластмассовых поверхностей, может использоваться для получения сварного соединения. Движение может быть колебательным или вращательным (сварка вращением) последний вид движения обычно является наиболее удобным. Сварку трением можно применять для соединения всех поверхностей, которые можно тереть друг о друга при помощи токарного, сверлильного станка или другого подходящего вида оборудования. [c.100] Обычной технологией, применяемой при сварке трением, является вращение с соприкосновением одной половины соединяемой детали с другой половиной, которая стационарно закреплена при трении выделяется достаточно тепла для сплавления соприкасающихся поверхностей. Поскольку термопласты являются очень плохими проводниками тепла, требуемая температура сварки достигается очень быстро. Нет особой необходимости очищать поверхности перед сваркой, поскольку поверхностная пленка или грязь вытесняются в процессе сварочной операции. Обычно при сварке пластмассовых деталей трением необходимо в течение нескольких секунд приложение давления от 0,7 до 14,06 кПсм . На всю операцию, включая закрепление детали в патроне, редко требуется более 30 сек. [c.100] Следует однако отметить, что применение Сварки трением строго ограничено соединениями, имеющими относительно простую геометрическую форму, причем наиболее удобно сваривать соединения круглой формы. Вторым обстоятельством, ограничивающим применение этого вида сварки, является чрезмерное выдавливание материала, которое в какой-то мере необходимо для обеспечения полного и прочного соединения [24]. Подбором конфигурации соединяемых деталей можно снизить до минимума количество выдавливаемого материала или отводить его в специально сделанные внутренние углубления. [c.101] На фиг. 59 показан типичный случай применения сварки трением, при котором большое количество специально подготовленных выпуклых дисков свариваются в целый стержень. [c.101] Успешно соединялись диски толщиной от 3,17 до 19,05 мм и диаметром от 76,2 до 152,4 мм. Технология процесса сварки дисков такова один диск устанавливается в патроне токарного станка, а второй— во втулке задней бабки, которая закрепляется на шпинделе станка. Неподвижно закрепленный диск приводится в соприкосновение с вращающимся диском и одновременно посредством винта бабки оказывается давление до тех пор, пока по краям дисков не появится расплавившаяся пластмасса. Затем шпиндель токарного станка останавливается и в течение 15 сек. или до тех пор, пока к шву можно будет прикасаться рукой, выдерживается давление. [c.101] На фиг. 60 схематически показана конструкция одного из свариваемых трением дисков, поверхность которого должна иметь кривизну для того, чтобы максимально снизить влияние различных скоростей вращения в центре и по краям и обеспечить расплавление пластмассы в зоне низкой скорости вращения, особенно вблизи центра диска. Оба диска, таким образом, имеют такую поверхность кривизны, что вначале соприкасаются их центры, а периферийные части дисков соприкасаются только после того, как расплавится их центральная часть. [c.102] При сварке трением режимы процесса могут различаться по величине поверхностных скоростей вращения, величине контактного давления и продолжительности контакта. Существенное значение имеют также различные характеристики термопластов — такие, как коэффициент трения и теплопроводности. [c.102] Параметры режимов сварки трением для различных пластмасс приведены в табл. 20. Для того чтобы избежать перегрева зоны сварки и поддерживать требуемое давление, продолжительность цикла должна быть достаточной лишь для обеспечения полного сплавления соприкасающихся поверхностей. Более короткий сварочный цикл уменьшает выплеск и возникающие внутренние напряжения. [c.102] Сварочный цикл может регулироваться любым из следующих переменных факторов трением, продолжительностью операции или положением шпинделя относительно оси. [c.102] В тех случаях, когда объем производства изделий не оправдывает использования автоматического оборудования, достаточен зрительный контроль процесса сварки, а трение может быть прекращено путем отклонения привода шпинделя. [c.103] Давление можно регулировать за счет использования подающего винта или пневматического подающего приспособления. Приспособления для автоматической подачи, которые могут быть использованы для большинства вертикально-сверлильных станков, изготовляются в США на нескольких предприятиях. Давление должно быть достаточно высоким, чтобы удалялись пузырьки воздуха, которые могут образоваться в результате загрязнения или разрушения материала в месте соединения. Давление должно быть равномерным и должно незначительно увеличиваться сразу же после начала расплавления для того, чтобы жидкий материал удалялся из пространства соприкасающихся поверхностей соединения до отвердевания расплава. При более высоких температурах требуется большее давление для предотвращения разрушения материала или образования пузырьков воздуха в случае некоторых термопластов, особенно акриловых. Обычно для большинства сварочных операций давление колеблется от 0,7 до 14,06 кПсм . Рекомендуемые величины давлений для сварки трением различных видов пластмасс указаны в табл. 20. [c.103] При высоких скоростях вращения поверхностей выделяется больше теплоты трения, и сварочный цикл таким образом сокращается. Кроме того, высокие скорости вращения обеспечивают центробежное оплавление, что особенно важно при сварке полых цилиндрических заготовок. Максимальное увеличение скорости вращения поверхностей ограничивается только повышающейся вибрацией или нарушением центровки контактируемых поверхностей. При низких скоростях вращения происходит шлифовка и механическое скалывание материала, и не создается требуемой величины трения поверхностей, необходимой для их сварки. Швы удовлетворительного качества были получены при различных скоростях вращения поверхностей — от 30,4 до 60,9 м/мин. [c.103] Го — внешний радиус в дюймах г,- — внутренний радиус в дюймах. [c.104] Сварка трением очень удобна для соединения труб, поскольку разница между скоростями вращения на внутреннем и внешнем диаметрах трубы невелика. [c.104] Чрезмерно высокая скорость вращения или слишком малое давление приводят к обугливанию синтетической смо ьт. Существует прямое линейное соотношение между скоростью и давлением. Так например, одинаковый эффект нагревания достигается удвоением скорости вращения поверхности или оказываемого на нее давления, причем одна из изменяемых величин может оставаться постоянной. Это простое соотношение позволяет легко переходить от использования одного механизма к использованию другого и быстро подбирать требуемые параметры режима сварочного процесса. [c.104] Как только подлежащие сварке поверхности достаточно расплавятся и будет создано требуемое давление, трение должно быть приостановлено. Такой резкий переход для некоторых пластмасс может оказаться критическим. Трение деталей из нейлона и некоторых других жестких термопластов с низкой вязкостью расплава и относительно резким переходом к состоянию расплавления должно быть приостановлено почти мгновенно. При сварке материалов упомянутого типа между соприкасающимися поверхностями необходимо оставлять только тонкую пленку расплава кроме того, следует избегать также чрезмерно высоких давлений. Если торможение происходит слишком медленно, то расплавившаяся пленка может затвердеть до того, как вращение будет прекращено, в результате чего получится неровный шов. [c.104] Примечание, В тех местах таблицы, где значения прочности не приведены, прочность швов была незначительна (менее 10%). Представленные данные могут характеризовать только порядок величины прочности для типовых случаев сварки. Они не могут быть в таких значениях полностью воспроизведены для различных случаев применения и должны использоваться осторожно. [c.105] По данным компании Дюпон. [c.105] При сварке какой-либо пластмассы прочность шва может быть разной в зависимости от определенного физического состояния свариваемой пластмассы. Так например, при сварке трением нейлона важным фактором является содержание в нем влажности до сварки. Нейлон поглощает незначительное количество влаги (2,5% от общего веса при 50% относительной влажности и температуре 22,7°), однако при сварке нейлона сразу после сушки или немедленно после формования получаются швы, которые обладают прочностью, в 10 раз большей, чем швы, которые получаются при сварке нейлона, не подвергнутого предварительной просушке. [c.105] Вернуться к основной статье