Plastics_11_2016

w w w . p l a s t i c s . r u 34 СПЕЦТЕМА/ СВАРКА И АДГЕЗИВНЫЕ РЕШЕНИЯ П Л А С Т И К С № 1 1 ( 1 6 2 ) 2 0 1 6 металлическими электродами (обкладка- ми конденсатора, включенными в колеба- тельный контур высокочастотного лампо- вого генератора) осуществляется сварка. Электроды также передают давление на материал, охлаждают его поверхность. Параметрами процесса высокочастотной сварки являются температура, давление и передаваемая энергия. Основными преимуществами этого способа являются высокая скорость, равномерный прогрев всей пленки, на- личие опции избирательного подвода тепла, возможность проведения сварки через жидкость. Данный метод используют для сварки поливинилхлорида, поливинилиденхло- рида, полиамидов, сополимеров фтороле- финов (коэффициент их диэлектрических потерь E > 0,01). Такие пленки трудно свариваются при нагревании, поскольку начинают разлагаться уже при темпера- турах, близких к размягчению. При сва- ривании материалов с коэффициентом ниже 0,01, например полиолефинов, используют контактно-диэлектрическую сварку, когда электроды покрывают одним из указанных выше полимеров. При высокочастотной сварке, чтоб избе- жать пробоя, для очень тонких пленок ис- пользуют более высокие частоты и меньшее напряжение [6]. Ультразвуковая сварка Этот способ сварки основан на нагреве соединяемых поверхностей посредством превращения энергии механических уль- тразвуковых колебаний высоких частот (15- 20 кГц) в тепловую. Энергия вибрации через головку ультразвукового волновода попадает в полимер, вызывая колебательные движе- ния. Энергия, проходящая через соединяе- мые пленки, отражается от подложки, на которой лежит пленка, вызывая вибрацию поверхностей пленок относительно друг дру- га. Из-за того, что частоты высоки, поверх- ности как бы вбиваются друг в друга: меха- ническая энергия превращается в тепловую, расплавляющую поверхности пленок [7]. Основные особенности метода ультра- звуковой сварки: — выделение тепла концентрируется в зоне шва, поэтому шов образовывается очень быстро с минимальным изменением свойств материала; — подходит для сварки загрязненных, а также жирных поверхностей, поскольку в результате вибрационных колебаний все инородные тела удаляются; —благодаря тому, что механическая энер- гия может подводиться на значительном рас- стоянии, метод подходит для сваривания пленок больших толщин и для труднодо- ступных участков [8]. Ультразвуковая сварка подходит для пластмасс с низкой температурой плавле- ния, например для полистирола, акрило- нитрилстирола, для металлизированных пленок, для ориентированных, в том числе полиэтилентерефталатных. При обычной те- пловой сварке высокая разрывная прочность этих пленок теряется. При ультразвуковой сварке элементы можно сваривать в отдельных точках или по всему контуру шва. Сварка может про- изводиться при шаговом или непрерывном перемещении материала или инструмента. При непрерывной ультразвуковой свар- ке нижнюю опору заменяют роликом или применяют скользящий инструмент. Тон- кие пленки сваривают между прокладками из неразмягчающегося материала, например бумаги [9]. Сварка ИК-излучением Данный способ сварки базируется на нагреве соединяемых поверхностей от ис- точника инфракрасных лучей. Известно, что большинство полимеров поглощает из- лучение с длиной волны более 2,5 мкм. Для ускорения процесса прогрева на сваривае- мые поверхности наносится слой вещества, поглощающего энергию ИК-лучей. Для пленок иногда используется сварка с применением галогено-кварцевых световых ламп с точечным и ленточным источником излучения. ИК-излучение направляется либо в зону шва, либо на внешнюю поверх- ность свариваемого пакета. Лазерная сварка Этот процесс заключается в следующем: луч лазера фокусируется в пятно с ориенти- ровочным диаметром 1 мм и направляется перпендикулярно свариваемому пакету. При проплавлении немного натянутого материа- ла можно одновременно его разрезать. Лазерная сварка может применяться для пленок широкого диапазона толщин — от 12 до 500 мкм, но распространена не очень широко из-за высокой стоимости. Лазерные технологии, в том числе в сварке, активно развиваются. Так, по пред- варительным подсчетам компании Optech Consulting, мировой рынок лазерных систем для обработки материалов вырос в 2014 году на 8%, тем самым достигнув нового рекорд- ного уровня 8,6 млрд евро [10].