сварка

СВАРКА полимерных материалов

метод получения неразъемного (сварного) соединения деталей и элементов конструкции. При С. (в отличие от склеивания) зазор между соединяемыми поверхностями заполняется материалом свариваемых деталей, иногда с применением расплава присадочного материала, в результате чего первонач. граница раздела исчезает, превращаясь в переходный слой с однородной или разнородной хим. структурой. Прочность связи между свариваемыми слоями обусловливается возникающими в зоне шва силами межатомного и межмол. взаимодействия.

С. предпочитают др. методам соединения деталей в тех случаях, когда: соединяемые детали изготовлены из одинаковых или совместимых материалов; недопустимо присутствие чужеродных по отношению к соединяемым материалам крепежных элементов или клеевых прослоек; требуется обеспечить высокую производительность, механизацию и автоматизацию процесса. Важное преимущество С. — возможность получения монолитной конструкции миним. массы; недостатки-неразъемность сварных узлов, трудности при соединении разнородных материалов, низкая прочность при расслаивающих нагрузках.

В зависимости от вида используемой энергии и способа ее передачи к соединяемым поверхностям методы С. разделяют на классы, а в зависимости от вида источника энергии, непосредственно используемого для образования сварного соединения,-на виды:

Наиб. применение находит С. нагретым инструментом и ультразвуком. С. растворителем используется гл. обр. для получения оптически прозрачных швов, напр. в случае С. орг. стекол.

Можно выделить след. осн. стадии физ.-хим. процессов С.: придание полимерному материалу необходимых реологич. свойств под действием нагрева или растворителя (активирование свариваемых поверхностей); формирование бездефектного контакта соединяемых поверхностей вследствие вытеснения воздушных и др. инородных включений и диффузии макромолекул полимера; взаимод. соединяемых поверхностей в результате образования физ. и(или) хим. связей или совместной кристаллизации полимеров; фиксирование структуры полимера в зоне соединяемых поверхностей вследствие охлаждения расплава, удаления растворителя или отверждения материала.

С. термопластов проводят преим. путем нагрева материала в зоне соединяемых поверхностей до вязкотекучего состояния (диффузно-реологич. сварка, или С. в расплаве). С. неплавких полимерных материалов на основе отвержденных реактопластов, вулканизатов, сшитых термопластов, полицик-лич. полимеров происходит в условиях вынужденной пластичности в результате прохождения хим. реакций по месту реакционноспособных групп полимера, иногда с участием присадочного реагента в зоне контакта поверхностей (хим. сварка). На прохождении хим. реакций основана также С. некоторых ориентированных и(или) кристаллизующихся термопластов в условиях ограниченной (по объему) пластичности в при-сут. полифункцион. присадочных реагентов.

Первая технол. операция при С. — очистка свариваемых поверхностей и(или) мех. обработка с целью удаления состарившихся или дефектных слоев материала и придание оптимальной формы свариваемым кромкам. Осн. параметры С. — температура нагрева (при термич. и термомех. С.), продолжительность и давление контакта. Температуру нагрева варьируют в пределах текучести полимера до температуры его интенсивной деструкции. Продолжительность С. и давление контакта зависят от вязкости материала в указанном интервале температур.

С. полимерных материалов применяют в аппаратострое-нии в хим., пищ. и др. отраслях промышленности, строительстве трубопроводов, изготовлении емкостей, пленочной тары и упаковки. В автомобилестроении С. используют для изготовления топливных баков, бамперов, корпусов аккумуляторов, крышек багажников, внутр. обивки автомобилей. Изготовляют сварные изделия не только из полуфабрикатов (профилей, пленок, тканей, труб), но и разл. фасонных деталей.

^{Лит.: Словарь-справочник по сварке и склеиванию пластмасс, под ред. Б.Е. Патона, К., 1988; Сварка полимерных материалов. Справочник, под ред. К. И. Зайцева, Л.Н. Мацюк, М., 1988; Федорова И. Г., Безменов Ф. В., Высокочастотная сварка пластмасс, 2 изд., Л., 1990.}

_{Г. В. Комаров}