4.4.2.2. Высокочастотная сварка

Сущность высокочастотного способа состоит в том, что электрическая энергия, затраченная на поляризацию молекул полимера, непосредственно внутри материала преобразуется в тепловую, достаточную для перехода полимера в вязкотекучее состояние [13, с. 74–76].

Последовательный – соединение производится по какому-то контуру сплошной или прерывистой линией. Электроды могут быть выполнены, например, в виде роликов.

Последовательно-параллельный – детали соединяются по определенному контуру одновременно. При этом используются электроды, выполненные по форме детали.

Параллельный – соединение производится по поверхности прессовым способом, т. е. на специальных прессовых установках.

		При сварке материал помещают в переменное электрическое поле высокой частоты, которое создается между двумя металлическими электродами (рисунок 4.39). Для образования сварных швов различной конфигурации и размеров используют сменные электроды. Сварка токами высокой частоты (ТВЧ) может осуществляться последовательным, последовательно-параллельным или параллельным способами.
Рисунок 4.39 – Схема высокочастотной сварки

Высокочастотный способ отличается от других способов сварки тем, что при нем применяется диэлектрический нагрев, обеспечивающий резкую интенсификацию процесса благодаря прямому воздействию электрической энергии на обрабатываемый объект без промежуточных преобразований ее в механическую или тепловую энергию. Так как преобразование электрической энергии в тепловую при высокочастотной сварке происходит по всей массе материала, то потери энергии и температурные перепады минимальны, что уменьшает возможность разрушения структуры полимера и приводит к качественному соединению текстильных волокнистых материалов. Этот способ можно использовать для изготовления петель, рельефных отделочных швов в одежде из искусственной кожи и синтетических тканей, для прикрепления эмблем и аппликаций.

Необходимо отметить следующие недостатки:

• дорогостоящее оборудование;

• затрудненность с использованием в технологическом процессе из-за подвода высокочастотной энергии;

• сложность обслуживания высокочастотного генератора;

• необходимость местной или общей экранизации;

• обязательна приточно-вытяжная вентиляция на рабочем месте;

• качество сварки зависит от ряда факторов: частоты генератора; напряженности электрического поля; давления электродов, следовательно, поверхность электродов должна быть тщательно обработана; свойств самих материалов.

4.4.2.3. Ультразвуковая сварка

Ультразвуковой (УЗ) способ сварки основан на преобразовании электрических колебаний УЗ частоты, вырабатываемых генератором, в механические колебания сварочного инструмента с последующим процессом теплообразования [13, с.76–77]. Тепло размягчает материал, и при сдавливании размягченные поверхности соединяются в зоне контакта. Электромагнитные колебания в сердечнике превращаются в механические и через волновод с наконечником передаются на свариваемые материалы, отражаясь от специальной плиты, получают обратное направление (рисунок 4.40). Таким образом, механическая энергия превращается в тепловую. УЗ способ осуществляется последовательно на машинах проходного типа и параллельно по всему контуру шва на прессовом оборудовании.

По сравнению с остальными УЗ способ сварки имеет ряд преимуществ:

– тепло выделяется только в зоне шва, что способствует высокой скорости сварки и незначительным изменениям свойств материала;

– соединения получаются прочными и эластичными;

– сваривать можно загрязненные поверхности, т. к. все инородные частицы удаляются из зоны шва благодаря сдвиговым колебаниям;

– оборудование безопасно в работе, не требует защитного экрана;

– подвод энергии можно осуществлять на значительном расстоянии от мест сварки, что позволяет сваривать детали в труднодоступных местах;

– сваривать можно различные термопласты;

– появляется возможность механизации и автоматизации процессов сварки;

– производственные процессы характеризуются экономичностью и чистотой.

Рисунок 4.40 – Схема ультразвуковой сварки

Область применения УЗ сварки более широкая по сравнению с высокочастотной и термоконтактной. Ее применяют для соединения текстильных материалов из термопластичных волокон (тканей, трикотажных полотен): основных, подкладочных и утеплителей. При сварке получают различные по конфигурации и размеру строчки, выполняемые последовательным или параллельным способами.