Как уже
отмечалось, при передаточной сварке жестких пластмасс с малым
коэффициентом затухания разогрев происходит преимущественно на
границе раздела свариваемых деталей. Распространяя приведенные выше
выводы на этот случай, можно предположить, что при сварке жестких
пластмасс свариваемые детали контактируют по мнкроперовностям, которые не
сминаются при приложении статического давления вследствие большого модуля
упругости этих материалов. Так как реальная площадь контакта мала, на
границе раздела деталей возникают значительные динамические
напряжения. Поскольку скорость достижения Т1ф пропорциональна
амплитуде динамических напряжений, происходит преимущественный
разогрев микронеровностей, их оплавление, растекание полимера под
действием статического давления по поверхности раздела деталей и
образование соединения. Очевидно, в этом случае граница раздела
оказывается в благоприятных условиях из-за естественного уменьшения
реальной площади контакта. Таким образом, прочность сварного
соединения возрастает с увеличением шероховатости [92]. При сварке двух
листов поливинилхлорида толщиной 5
мм каждый па пассивной опоре при Рет=1
кН и /св = 5 с
были получены следующие значения прочности при сдвиге (в кН):
Среднее ан«ч-Максималыюе
Минимальное чоние
для
знйченис значение 15 образцои
Сварка без зачистки .
. 2,23 0,95 11,24
Сварка с зачисткой .
. 3,50 1,90 2,87
Авторами
[93] проводились эксперименты по воздействию ультразвука на цилиндрические
образцы из полиметилметакрилата длиной 60 мм и диаметром 10 мм. В середине образца
создавался концентратор механических напряжений — сужение в виде
шейки диаметром 2 мм, которая имитировала микронеровности границы раздела.
Эксперименты показали, что нагрев шейки до вязкотекучего состояния
происходит за время 0,08—0,1 с,
что сравнимо с временем ультразвуковой сварки
полиметилметакрилата.
Повышение
уровня динамических напряжений па границе раздела может быть
достигнуто искусственным уменьшением площади контакта за счет специальной
разделки кромок свариваемых деталей. Это позволяет сдвигать зону
преимущественного разогрева в необходимое сечение. Так, при сварке
тавровых соединений из капролона В (размеры полки — 15X15X6 мм, размеры стенки — 60x15x6) на активной опоре наблюдалось [108] оплавление торца стенки,
прилегающего к рабочему торцу волновода, без образования сварного
соединения.
Термографирование (рис.
11.9, а) показало, что в этом
случае наибольшие температуры развивались непосредственно под
волно-
