Волков С.С., Королев С.А., Розанов Д.С. «Особенности теплообразования при ультразвуковой сварке жестких пластмасс» Известия высших учебных заведений. Машиностроение, № 4, с. 27-34 (2017)

Рассмотрены особенности ультразвуковой сварки (УЗС) изделий из жестких пластмасс. Представлены результаты их свариваемости ультразвуком. Описана сущность технологического процесса контактной и передаточной сварки пластмасс. УЗС осуществляется за счет тепла без разогрева всей толщины материала, что позволяет получать сварные соединения большой толщины. Приведены термические циклы УЗС полистирола, а также механизм образования сварного соединения при УЗС пластмасс. Показано, что выделение тепла на обрабатываемых поверхностях происходит в результате внутреннего трения. Для повышения концентрации энергии на стыкуемых поверхностях выбрана V-образная форма разделки кромок. Проведен анализ теплового режима УЗС жестких полимеров и кинетики образования сварного соединения. Установлено, что V-образная разделка кромок деталей приводит к преимущественному теплообразованию на границе раздела, вызываемому повышением уровня динамических напряжений, что способствует ускорению процесса УЗС. Разделка кромок повышает прочность создаваемого соединения, улучшает его внешний вид и сокращает время УЗС. Выведено уравнение, позволяющее рассчитывать время плавления V-образного выступа, с помощью которого установлено, что максимальное выделение ультразвуковой энергии соответствует резонансному режиму работы сварочного узла.