Метод на заваряване на PTFE-4
КЪМ АВТОРСКОТО СВИДЕТЕЛСТВО ()952638 (61) Доп. изд. сеид-у"
151 > M. Cl. ч. (22) Заявено на 21.11.80 г. (21) 3006980/23-05 с приложение на заявлението Йов” (23) Приоритет”
ОО на СССР за изобретения и открития
153> UDC 678.029.. 43 (088. 8) Публикуван 230882. Бюлетин I231
Б.А. Соколов, И. В. Мозговой, Н. Е. Дмитриев, Л. А. Шестел и А. А. Кузлякин
- (72) Изобретатели (71) Кандидат
Омски политехнически институт (54) МЕТОД ЗА ЗАВАРЯВАНЕ НА ФЛУОРОПЛАСТ-4
Изобретението се отнася до заваряване на пластмаси и по-специално до метод за заваряване на деца от PTFE-4.
Известен метод за заваряване на флуоропласт 4, при който добавъчният материал се нанася върху заваряваните повърхности, за да ги активира, след което частите се заваряват при температура 360-386 ° С в продължение на 30 минути (1).
Недостатъците на метода са повишената вредност на процеса, значителната продължителност на процеса на заваряване, както и разликата в материала в контактната зона на съединяваните повърхности от основния материал по структура и свойства.
Най-близък до изобретението по отношение на техническата същност и постигнатия резултат е методът за заваряване на флуоропласт - 4, включващ нагряване на повърхностите на съединяваните части, изстискване, задържане на частите при температура на заваряване и излагането им на ултразвукови вибрации (2).
Недостатъкът на този метод е ниската якост на заваряваното съединение поради възможността за прегряване на отделни слоеве от материала, тъй като ултразвуковите вибрации се въвеждат в зоната на свързване на материалите през дебелината на материала.
Целта на изобретението е да се увеличи якостта на завареното съединение. тази цел се постига чрез факта, че според метода на заваряване PTFE-4, включително нагряване на повърхностите, които трябва да се съединятчасти, притискане, задържане на части при температурата на заваряване и излагането им на ултразвукови вибрации, ултразвуковите вибрации засягат повърхностите на частите, които трябва да бъдат съединени, едновременно с тяхното нагряване в диапазона от температурата на топене на кристалната фаза до температурата на заваряване, освен това ултразвуковите вибрации се въвеждат тангенциално към повърхностите, които трябва да се съединят.
Обработката на съединяваните части с тангенциални ултразвукови вибрации преди контакта им осигурява образуването; растеж на съединените повърхности на mic25 със значително разстройство на надмолекулни образувания и образуване на увеличен брой активни радикали в този слой, което води до подобряване на условията на потока
30 автогейонни процеси върху повърхностите, които ще се съединяват952638 и до увеличаване на якостта на завареното съединение.
Фигура 1-3 показва диаграма на процеса на заваряване.
Методът на заваряване на PTFE-4 е както следва. 5
Частите за заваряване 1 (фиг. 1) се нагряват от контактни нагреватели 2 и топлопроводима плоча 3 до температурата на топене на кристалната фаза на полимера (Т = 320-330 С), )0 след това през плочата 3 към повърхностите, които трябва да се съединят с помощта на ултразвуков излъчвател 4 (фиг. 2), тангенциално насочени към тях ултразвукови вибрации (USV). При достигане на температурата на заваряване Tc (380390 C), ултразвуковите вибрации се изключват, топлопроводимата пластмаса се отстранява. кал 3 и стиснете повърхностите, които трябва да се съединят, чрез силата на заваръчния натиск P (фигура 3). След това частите се държат при определена температура и се охлаждат до. температура на кристализация без понижаване на налягането P.
Пример 1. Листове от PTFE с дебелина 6 mm се подготвят за заваряване чрез рязане на ръбове в САЩ с ъгъл на скосяване kromsk 20. След това заварениспоред режима: скорост на нагряване 80-100 C/min; амплитудата на ултразвуковите вибрации е 30-40 μm при честота f = 20 kHz; температура на заваряване Tqg = 380-390 C; налягане при заваряване 0,6-0,8 MPa; време на задържане при T St p = 5-6 min.
След заваряване листовете се изрязват и тестват за якост на опън. В сравнение с контролните проби, заварени по известен метод, якостта на съединението се повишава средно с 5-6%. 40
PRI me R 2. При челно заваряване на тръби от т.е. PTFE-4 с диаметър
70 mm, дебелина на стената 4-8 mm, използват се следните режими: скорост на нагряване 60-80 C/min; амплитуда на ултразвукови вибрации 30-40 µm при честота f = 20 kHz, температура на заваряване 380-390 C; време на задържане при температура на заваряване 6-8 минути; налягане на заваряване 0,6-0,8 MPa.
Якостта на образците, изрязани от заваръчната зона, се повишава средно с 6-8% в сравнение с контролните образци.
Интервалът на ултразвуково изпитване се определя от факта, че въвеждането на ултразвуково изпитване до температурата на топене на кристалната фаза, когато в материала съществуват както кристални, така и аморфни участъци, води до значителна неравномерност на ултразвуковата абсорбция, 60 което се дължи на разликата в акустичните свойства на кристалните и аморфните части на полимера и влияе неблагоприятно върху якостните свойства на материала в зоната на заваряване. 65
Когато температурата на заваряване достигне 380-390 C, въвеждането на ултразвуково изследване е свързано с опасност от общо прегряване на полимера (температура на разрушаване 400 C), като по този начин температурният диапазон, в който е възможно успешно активиране. UZK макромолекули, без опасност както от локално, така и от общо прегряване на полимера, се намира в диапазона от температурата на топене на кристалната част до температурата на заваряване.
Подобряване на качеството на връзката в резултат на обработка на допирателнатаултразвукови вибрации на повърхностите за съединяване, нагрети над точката на топене на кристалната фаза на полимера непосредствено преди техния контакт, се обяснява с образуването върху посочените повърхности. характеристики на микрослоя със значително разстройство на надмолекулната
-образувания, които се запазват във флуоропласта 4 при нагряване до температурата на неговото разрушаване (над 400 ° С), както и поради образуването на увеличен брой активни радикали в този микрослой в резултат на механично разрушаване. Тези промени водят до подобряване на условията за възникване на автохезионни процеси върху повърхностите, които ще се съединяват. Поради факта, че ултразвуковите вибрации действат директно върху заваряваните повърхности, дълбочината на проникване на разрушителното действие на ултразвуковото поле е много малка и варира в зависимост от режима на обработка от 4 до 12 микрона, в резултат на което максималният обем на заваръчния материал по отношение на структурата на надмолекулната организация на макромолекулите се доближава до основния материал.
Методът съгласно изобретението ще увеличи якостта на заварените съединения от PTFE-4, ще повиши тяхната експлоатационна надеждност, както и ще увеличи производителността на заваръчните операции при производството на продукти от PTFE-4, по-специално при заваряване на PTFE тръбопроводи и производство на контейнери от PTFE лист.
Формула
Метод за заваряване на PTFE-4, който включва нагряване на частите за съединяване, притискане, задържане на частите при температурата на заваряване и излагането им на ултразвукови вибрации, различен от факта, че за да се увеличи якостта на заварената връзка, ултразвуковите вибрации въздействат върху частите, които трябва да се съединят, едновременно с нагряването им в диапазона от температурата на стопилката 952638
Редактор Н. Бобкова Техред А. Бабинец Коректор Г. Решетник
Заповед 6179/27 Тираж 679 Абонамент
ВНИИПИ на Държавния комитет за изобретения и открития на СССР
113035, Москва, Zh-35, Raushskaya emb., 4/5
Клон на PPP "Патент", Ужгород, ул. Проектная, 4 на кристалната фаза до температурата на заваряване, а ултразвуковите вибрации се въвеждат тангенциално към повърхностите, които трябва да се съединят.
Източници на информация, взети предвид при проверката
1. Авторско свидетелство на СССР
R 394215, кл. При 29 C 27/02, 1971.
2. Зайцев K.I. и др. Заваряване на пластмаси. М. "Инженеринг", 1978 г., стр. 83-85 (прототип).