По физической сущности термоимпулъсная сварка является раз — новидно* ггью контактно тепловой сварки Принципиальным отличи ем термоимпульсной сварки является использование малоинерци­онного нагревателя с высоким электрическим сопротивлением. Та­кие нагреватели в виде узких металлических лент или проволоки разогреваются за доли секунды за счет подаваемого на них им пуль­са тока.

Благодаря такой скорости темпера гуру нагревателя можно огра­ничить температурой деструкции полимера (рис 4 4R)

После от ключения и( ггочника электрического тока направление потока тепла меняется на обратное, от полимера к нагревателю Ос­таточное тепло из сварного шва отводится через нагревательную ленту, которая вследствие малой теплоемкости охлаждается доста­точно быстро При этом охлаждение осуществляется под давлением, что является главным преимуществом термоимпульсной сварки. Охлажденные поверхности, как правило, не прилипают к нагрева­тельному инструменту. Для полного исклк >чения прилипания поли­мера нагреватель 4 изолируют антиадгезионной разделительной прокладкой 3 (рис. 4.49).

Термоимпульсной сваркой соединяют тонкие пленки из полиоле — финов. поливини лхлорида, полиамидов, сложных эфиров и т д Для каждого материала существует допустимый перепад температур между внешней и внутренней его поверхностями. Величина этого перепада зависит от теплопроводности и теплостойкости материала и определяет максимальную толщину пленки, которая может быть сварена термоимпульсным методом. Для сварки тонких пленок (до 100—150 мкм) применяют односторонний нагрев, для более толстых пленок — двусторонний нагрев

Оптимальную температуру термоимпульсной сварки устанавли­вают опытным путем, изменяя величину и длительность импульса электрического тока, пропускаемого через нагреватель. Длитель­ность импульса тока поддерж ивается автоматически с пемошью реле времени Это позволяет предотвратить перегрев материала, особен­но в случаях интенсивного режима нагрева.

В зависимости от типа и толщины материала продолжит* !лыюсть наг рева составляет от десятых долей соку нды до нескольких секунд, давление — от 0,01 до 0 2 — 0,3 МПа.

Эффективностьтермоимнульсной сварки определяется коэффи­циентом

Т — Т

— F

Т — Т

ЛСВ *П

Где 7 — температура нагревателя, ‘С, 7" — температура в месте сварки (на расстоянии толщины пленки от нагревателя), °С; Гп — температура подложки °С.

Экспериментально установленные зависимости К от толщины полиэтиленовом пленки приведены на рис. 4 50. Подобные зависи­мости позволяют у станавливать соотношения между продолжитель­ностью сварки и толщиной пленки. Так, при допустимом для поли­этилена значении К = 1,6 и i фодолжительности сварки 0,25 с в усло­виях одностороннего нагрева можно сваривать пленку максималь­ной толщины 120 мкм (см. рис. 4.50, кривая 2) Более чувствительная к перегреву пленка из пастифицирова иного IIBX имеет допусти­мое значение К = 1,15— 1,20, поэтому она в аналогичных условиях может быть сварена максимальн< >й голщины не более 40 мкм.

К

0,025 0,05 0,075 0,10 0 125 0.15

Толщина пленки D, мм

Рис 4 50. Зависимость коэффициента отношения температур К при термоимпульсной односторонней сварке от толщины полиэтиленовой пленки d при продолжительности сварки: / — 0,1; 2 — 0,25; 3 — 0,5, 4— 1,0

Скорость охлаждения сварного шва. как и скорость нагрева, оп­ределяется качеством теплоизоляционного слоя узла крепления на­гревателя.

Обычно нагреватель в виде нихромовой полосы шириной 3 — 5 мм и ли нихромовой проволоки диаметром 0,6 — 1,0 мм крепят к корпусу из диэлектрика (рис. 4,51).

Нпхромоьая проволока I итхрэмовая полоса

Рис 4 51. Нагревательный инструменттермоимпульснои сварки А — с нихромовой полосой; б — с нихромовой проволокой; В — наборный с нихромоьыми полосами и проволокой

Для одновременного получения двух сварных швов и обрезки пленки между ними применяют наборны и нагреватель из двух них — ромовых полос и проволоки. В современных фасовочных авт оматах для разрезки пленки между соседними сварными швами и отделе­ния упакованной продукции используют конструкцию узла термо­импульсной сварки с встроенным отрезным ножом (рис. 4.52) [53].

Для сокращения длительности охлаждения нагреват ельный эле­мент у сварочных аппаратов большой мощности охлаждается возду­хом или водой Поскольку охлаждение под давлением ниже Т для аморфных полимеров ил и ниже 7 для крип аллических полимеров длится доли секунды, весь процесс сварки занимает 1 — 5 с.

Протяженность сварного шва, получаемого 3d один цикл сварки, определяется длиной нагревательной ленты, которая ограничивает­
ся большим тепловым расширением. Так, удлинение ленты из них­рома длиной 0,8 м при нагрове до 500 °С составляет около 7 мм Такое значительное удлинение может привести в процессе сварки к сме­щению материала и к снижению прочности шва. Промышленнос­тью выпускаются сварочные аппараты, позволяющие получать пря- молинейные швы длиной 0.1 — 1,5 м и шириной 2 — 4 мм. Протя жен — ные швы могут быть изготовлены шаговым методом со скоростью, достигающей 10 — 15 м/мин в автоматически х установках.

Производство тары из полимерных пленок и листов

Особенности механических свойсть полимеров в высокоэластическом состоянии

Интервал температур, в котором можно наблюдать высокоэлас­тические свойства полимеров, равен разности температур (Т — Т) Для сетчатых полимеров верхним пределом эластических свойств является температура начала термического разложения Т, так как из-за межцепных химических связей полимер течь не может и при высоких температурах начинает разлагаться, деструктироваться, не переходя в текучее состояние Эластические свойства целесообразно рассмотреть на […]

Производство мягкой потребительской тары на фасовочно-упаковочных автоматах термоформовочного типа

Термоформовочные автоматы позволяют упаковывать любые виды продукции с использованием всех возможных методов ее по­дачи в отформованную часть тары. 11ижняятермоформованная часть из однослойного или многослойного полимерного материала являет­ся жесткой или полужесткой. Верхняя крышка отличается гибкос­тью, минимальной жесткостью. Она выполнена, как правило, из мно­гослойного материала, поэтому обладает хорошими барьерными свойствами, способностью к сварке ил и склеиванию, пригодна […]

Контакт но-тепловая сварка

Контактно-тепловую сварку нагретым ин< трументом осуществ­ляют с односторонним или л, вусторонним нагревом (рис. 4.41). Рис. 4.41. Схема контактно-тепловой сварки с од] юсторонним (а) и двусторонним (6) нагревом: 1 — нагретый инструмент; 2 — прокладки; 3 — свариваемые материалы; 4—холодный инструмент, мгн — температура нагретого инструмента; t2 — температура внешней поверхности изделия; Т —температура свариваемых поверхностей; […]