В книге изложена технология соединения пластмасс и металлов ультразвуком — УЗС. Даны новые материалы по физическим основам процесса УЗС, технологии сварки; рассмотрены основные конструктивно-технологические особенности оборудования, методы стабилизации прочности и контроля качества сварных соединений. Показана технико-экономическая целесообразность использования ультразвуковой сварки в промышленности. Книга предназначена для инженерно-технических работников, занимающихся разработкой оборудования, технологией и эксплуатацией машин для УЗС пластмасс и металлов.

Предисловие

Глава 1. Физические условия образования сварного соединения
1.1. Общая характеристика процесса
1.2. Общая физическая модель зоны сварки
1.3. Процессы внешнего трения
1.4. Процессы внутреннего трения при сварке пластмасс и металлов
1.5. Закономерности выделения энергии в зоне сварки в зависимости от свойств свариваемых материалов
1.6. Некоторые особенности образования сварных соединений металлов и пластмасс

Глава 2. Стабилизация процесса передачи энергии в зону сварки
2.1. Общая характеристика причин, дестабилизирующих процесс сварки
2.2. Методы стабилизации колебаний сварочного наконечника
2.3. Методы стабилизации сварочного усилия
2.4. Условия передачи энергии в зависимости от состояния контактирующих поверхностей в зоне сварки
2.5. Влияние стержневой опоры и нагрева сварочного наконечника

Глава 3. Основные технологические параметры режима сварки
3.1. Основные величины и параметры режима сварки
3.2. Методические начала расчета сварочного усилия
3.3. Методические начала расчета амплитуды колебаний сварочного наконечника
3.4. Уравнение связи основных энергетических величин и разработка критериев подобия при расчете основных параметров режима сварки
3.5. Алгоритм расчета основных технологических параметров режима сварки

Глава 4. Основные узлы оборудования для УЗС пластмасс и металлов
4.1. Волноводы
4.2. Электромеханические преобразователи
4.3. Источники питания преобразователей
4.4. Промышленные источники питания преобразователей сварочных систем
4.5. Методы и аппаратура для измерения параметров электромеханических систем

Глава 5. Технологическое оборудование для УЗС пластмасс и металлов
5.1. Классификация принципиальных кинематических схем сварочных машин и основные требования к оборудованию
5.2. Оборудование для точечной и шовной сварки металлов и пластмасс 163

Глава 6. Разработка и внедрение технологии УЗС пластмасс и металлов в промышленности
6.1. Технология сварки металлов
6.2. Технология сварки полимеров
6.3. Контроль качества сварных соединений

Список литературы

Предисловие

Ультразвуковая сварка (УЗС) является одним из методов соединения пластмасс и металлов. Благодаря целому ряду весьма ценных технологических свойств, например возможности соединения разнородных и разнотолщинных металлов, в ряде случаев без снятия оксидных пленок, она нашла свое применение особенно в микроэлектронике. Более того, сейчас становится очевидным, что без использования специфических особенностей ультразвуковой сварки невозможно осуществление новых, перспективных технологических процессов сварки.

В области УЗС термопластичных полимеров за последние четверть века ультразвуковая сварка начинает широко использоваться в промышленности. В настоящее время ее используют сотни заводов. Без ультразвука невозможно дальнейшее совершенствование технологии сварки таких; например, широко распространенных полимеров, как полистирол, полиметил метакрилат, полиэтилентерефталатные пленки и т. п. Технико-экономическая целесообразность использования энергии ультразвука однозначна.

Работы в области ультразвуковой микросварки проводятся в стране достаточно интенсивно. Вместе с тем практические нужды промышленности страны сегодняшнего дня в ультразвуковой сварке пластмасс и металлов едва ли не на два порядка превышают то, что на сегодняшний день сделано в области УЗС. Поэтому информация о результатах работ в этом направлении технического прогресса является предельно актуальной. Привлечение внимания различных отраслевых НИИ и КБ к потенциальным возможностям УЗС, освоение специфики оборудования и технологии УЗС будут способствовать еще большему развитию этого вида сварки, обладающему широкими технологическими возможностями, высокой производительностью, обеспечивающему высокое качество сварных соединений.

В СССР сложилась научная школа по сварке пластмасс ультразвуком в МВТУ им. Баумана под руководством академика Г.А. Николаева. Много было сделано во ВНИИЭСО — в отраслевом институте Минэлектротехпрома.

Сейчас перед ультразвуковой сварочной технологией большая перспектива; круг специалистов, занимающихся УЗС пластмасс и металлов, расширяется, потребность в литературе по этому виду техники постоянно растет.

Если учесть, что типовые комплекты технологического оборудования для УЗС после модификации могут с успехом использоваться для развальцовки заклепок при соединении металлов с пластмассами, резки полимеров, финишной обработки металлов и других операций, настоящая книга будет полезна достаточно большому кругу лиц.

Основной особенностью книги является то обстоятельство, что проблемы УЗС пластмасс и металлов рассмотрены с единых методических позиций. Хотя механизм образования сварного соединения полимеров и металлов имеет принципиальные различия, но основные вопросы, связанные с энергетикой процесса сварки методами и приемами стабилизации процесса, комплектностью технологического оборудования и технологией процесса, являются однородными.

В основу книги положены результаты работ автора, выполненных под его непосредственным руководством и при участии, широко использованы также материалы, полученные в МВТУ им. Баумана и других организациях страны. В книгу вошли только наиболее важные, по мнению автора, материалы, часть из которых еще нигде не опубликовывалась.