Обычно
коэффициент затухания определяют экспериментально, измеряя амплитуды
смещения в двух сечениях образца полимерного материала. Тогда
(11.4)где А± и А% — амплитуды
смещения в сечениях х1 и
х2
соответственно.
Так как
энергия механических колебаний, распространяющаяся в полимерном материале,
пропорциональна, согласно формуле (1.11), квадрату амплитуды, которая, в
свою очередь, зависит от коэффициента затухания, то последний определяет
долю энергии, подводимой к границе раздела свариваемых деталей. Чем больше
коэффициент затухания, тем меньше энергии будет- подведено к границе, тем,
следовательно, больше будет затруднена сварка и тем меньшую толщину должны
иметь детали для получения надежного соединения. Аналогичных взглядов
придерживается и Р. Солофф [18].
В
зависимости от коэффициента затухания полимеры делятся по свариваемости
[65] на три группы.
К первой
группе относятся полимеры с |3<С35 м-1 (полистирол,
полиметилметакрилат). Эти полимеры хорошо свариваются как контактной, так
и передаточной сваркой, причем наиболее высокие температуры развиваются на
границе раздела свариваемых деталей. Ко второй группе относятся
полимеры с 35 м-1<р<С55 м-1 (полипропилен,
непластифицированный поливинилхлорид, поликарбонат,
полиэтилентерефталат и др.). Эти полимеры хорошо свариваются
контактной сваркой, однако передаточная сварка нх затруднительна
вследствие большой потери энергии и разогрева верхней детали. К третьей
группе относятся полимеры с р>55 м 1 (полиэтилен низкой и
высокой плотности, полиамиды и др.). Эти полимеры свариваются только
контактной сваркой, причем толщина верхней детали должна быть не
более 1—£ мм. В этом случае, как правило, происходит разогрев верхней
детали и ее деформация под действием статического давления,
передаваемого через рабочий торец волновода.
Переход
механической энергии, подведенной к границе раздела полимеров, в тепловую
и преимущественный рост температуры в этой зоне объясняется, по мнению И.
В. Мозгового, тем, что граница является областью максимального скопления
пустот и не-сплошностей, которые захлопываются при движении волновода в
направлении к свариваемым деталям. Это приводит к появлению ударов и,
как следствие к локальному нагреву границы раздела свариваемых
деталей. Однако расчеты показывают, что при действии усилия 150 Н на
участок диаметром 8 мм [65] напряжения в микронеровностях составляют
около 13 МПа, т. е. равны разрушающему напряжению при сжатии полиэтилена
низкой плотности, который применялся в экспериментах. Значит уже при
статическом давлении или уже во всяком случае при
несколь-
