123



Stránky připravuje:

Ing. Jaromír Lukášek, CSc.
lukasek@welding.cz

Aktualizováno: 10/05/2007

98_2-8   Svařování plastických hmot

Svařování se používá pro spojování polotovarů a výlisků z termoplastických hmot. Ultrazvukové svařování je rozšířeno zejména v průmyslu spotřebního zboží. Svislá vibrace z elektrody má frekvenci 20 až 50 kHz. Každá skupina termoplastických hmot vyžaduje určitou optimální frekvenci vibrace. Byly zpracovány pokyny pro konstrukce vhodné pro svařování.

Při ultrazvukovém svařování plastických hmot zesílených vlákny je třeba dbát na určité zvláštnosti. Směr kmitání ultrazvuku má převážně souhlasit s podélnou osou vložených vláken a struktura vláken se má i přes působení sil co nejvíce zachovat. Vložení mezivrstvy z čisté plastické hmoty se projeví na svářecí spoj příznivě.

Ultrazvukové svařování umělé kůže může být spojeno se současným vzorováním povrchu. Skladba zařízení, způsob práce s ním a nastavování parametrů bylo učeno. Na základě výsledků zkoušek je možno parametry optimalizovat.

Svařování pomocí topných elementů se používá velmi často pro spojování plastových rour a plastových dílů. Pro použití procesu jsou k dispozici dobrá zařízení. Plněné, resp. zpevněné plasty dávají při svařování pomocí topných elementů s přibývajícím podílem plnidel nižší pevnost svarových spojů. Studie parametrů dovoluje kvantitativní určení souvislostí mezi druhem, množstvím a geometrií plnidla, resp. zpevňovací látky na jedné straně a volitelnými svařovacími parametry a dosažitelnou pevností na druhé straně.

V oblasti laserového svařování plastů dalo velkou námahu, aby se zviditelnily přednosti tohoto způsobu pro průmysl. Pro svařování plastů jsou zvláště výhodné diodové lasery pro jejich malou stavební velikost, velké spektrum výkonu (5 až 2000 W), vysokou účinnost (30 až 40%), dlouhou životnost a příznivý vztah výkon-cena.

Na Institutu pro laserovou techniku v Aachen bylo prověřováno laserové svařování tvrdých a měkkých termoplastů. Použitý diodový laser měl regulovatelný výkon 10 až 80 W. Výkon laseru se musel přizpůsobovat optickým vlastnostem platů (pigmenty a plnidla). Tabulka obsahuje vyšetřované kombinace plastu TPE s různými termoplasty. Ne každá kombinace vede k pevnému spoji. Ve srovnání s jinými způsoby svařování je zde větší volnost v uspořádání svarových spojů. Energie nutná pro svařovací proces se do oblasti spoje přivádí diskrétně. Plastifikací a prodloužením absorbujících částí se zlepšuje styk obou částí, a tím i jejich spojení. Byly zveřejněny údaje o pevnosti svarů a sestaven diagram závislosti pevnosti v tahu spoje TPE-termoplast na tepelném příkonu. Pro dosažení velmi dobré pevnosti je nutný určitý tepelný příkon. Mnohostranné možnosti použití této spojovací techniky se očekávají zejména v automobilovém průmyslu.

Také v mikrosystémové technice otevírá laserové svařování nové možnosti. Pro tento obor se však ještě musí rozpracovat vhodné postupy, a to na základě zkušeností z makrooblasti. Spojování musí splnit požadavky na přesnost a reprodukovatelnost v oblasti několika mikrometrů. Pro svou flexibilitu, malé stavební rozměry a vysokou účinnost byl jako zdroj záření zvolen diodový laser. Vlastní spojování se může provést exaktní fokusací laserového paprsku podél roviny svařování nebo pomocí masek. Výzkumy jsou zatím na začátku.

Novinkou je pokus svařovat termoplasty pomocí cílené energie mikrovln. Termoplasty zesílené dlouhými vlákny se nedají svařovat stávajícími způsoby a musí se proto lepit. Svařování mikrovlnami zvyšuje pevnost vzorků ve srovnání s lepením až na trojnásobek a může tím být alternativou.

Počítačová tomografie je nedestruktivní zkušební metodou pro materiály, při které je možno prostorově definovat vady a na tom základě vytvořit obraz vad a jejich kvantifikaci. Na rentgenovém počítačovém tomografu pro lékařské účely byly zjišťovány možnosti jeho použití pro kvalitativní kontrolu při zpracování plastů. Přitom bylo v popředí zájmu zhodnocení kvality spoje ultrazvukově svařeného pláště z polybutylenterftalátu zpevněného skleněnými vlákny. Ukázalo se přitom, že je možno na tomogramu dokázat vzduchové vměstky, lunkry a rozdíly ve složení materiálu. Pomocí odchylek v barevnosti se dařilo určit místa vad ve svarovém spoji. Lze si představit modifikovaný počítačový tomografový způsob jako on-line kontrolu při výrobě plastů.

Zpět na Vývojové tendence



logo welding.cz