Сварка пластмасс: различия между версиями

1067 байт добавлено ,  3 года назад
отмена правки 79171877 участника Qweasdqwe (обс)
(отмена правки 79171877 участника Qweasdqwe (обс))
'''Сварка пластмасс''' — технологический процесс получения неразъемного соединения элементов конструкции за счет диффузионно-реологического или химического воздействия макромолекул [[полимер]]а, в результате чего между соединяемыми поверхностями исчезает граница раздела и создается структурный переход от одного полимера к другому.
{{Редактирую}}
'''Остаточные напряжения''' — упругая деформация и соответствующее ей напряжение в твердом теле при отсутствии действия на него
 
Диффузионно-реологический процесс взаимодействия свариваемых поверхностей деталей наиболее эффективно реализуется в стадии вязкотекучего состояния материала, когда молекулы имеют максимальную подвижность и наименьшую плотность упаковки. В некоторых случаях возможно достичь разрыхлений структуры полимера с помощью действия растворителя. Степень и скорость диффузии зависит от молекулярной массы и полярности звеньев полимеров. С их снижением скорость диффузии увеличивается.
В отличие от временных напряжений (напряжение внутреннее), остаточное напряжение сохраняются во времени. В зависимости от степени локальности различают: остаточное напряжение 1-го рода (макроскопические), уравновешивающиеся в объемах одного порядка с размерами всего тела; существующие методы оценивают гл. обр. остаточное напряжение 1-го рода; остаточное напряжение 2-го рода (микроскопические), уравновешивающиеся в объемах одного порядка с размерами зерен; определяются рентгенографич. методами; Н. о. 3-г о р о д а (субмикроскопич. искажения), уравновешивающиеся в объемах одного порядка с размерами атомно-кри- сталлич. решетки; надежные методы определения Н. о. 3-го рода еще недостаточно разработаны. Осн. причиной возникновения остаточного напряжения является неоднородность деформированного состояния ввиду различного изменения длины (объема) в разных зонах тела. Причиной появления этой неоднородности может быть: температурный градиент, напр. при резком нагреве или охлаждении (термические или температурные напряжения); неоднородность теплового расширения разных структурных или конструктивных составляющих тела (гетерогенные структуры, биметаллы и др.); фазовые превращения (фазовые напряжения); неоднородность пластич. деформации (остаточное напряжение после поверхностного наклепа).
 
Химическая сварка основана на создании химических связей между полимерными материалами. В отличие от склеивания при химическом сварке не создается самостоятельная непрерывная фаза. Материалы, которые не подлежат диффузионной сварке ( реактопласты, вулканизатов ) возможно соединять путем химического взаимодействия функциональных групп или с помощью присадочной материала, который близок по активности к свариваемых полимеров, при этом подогрев и давление создают необходимые условия для сварки, а присадочные материалы способствуют активации групп.
Остаточные напряжения могут быть как вредными (приводят к появлению недопустимых остаточных деформаций, поводок, трещин, к полному разрушению, ускоряют коррозию и т. п.), так и полезными (повышают предел упругости системы, предел выносливости, коррозионно-механич. и коррозионную стойкость и т. п.). Вредными большей частью оказываются растягивающие остаточные напряжения, особенно при двух- и трехосном напряженном состоянии, а полезными — сжимающие Н. о. Как правило, охрупчивающие факторы (понижение темп-ры, наличие объемного растяжения, резкое повышение скорости деформирования) усиливают влияние Н.о., и наоборот, чем пластичнее состояние материала, тем быстрее и полнее снимается Н. о. В наиболее напряженных поверхностных слоях (вблизи вершин надрезов и т. п.) стремятся создать значительные по величине местные сжимающие Н.о. Эти напряжения уравновешены во внутр. зонах распределенными на больших сечениях и потому меньшими по величине и менее опасными растягивающими остаточными напряжениями.
 
По способности к сварке все известные полимеры можно разделить на 4 группы.
Остаточные напряжения могут быть как вредными (приводят к появлению недопустимых остаточных деформаций, поводок, трещин, к полному разрушению, ускоряют коррозию и т. п.), так и полезными (повышают предел упругости системы, предел выносливости, коррозионно-механич. и коррозионную стойкость и т. п.). Вредными большей частью оказываются растягивающие остаточные напряжения, особенно при двух- и трехосном напряженном состоянии, а полезными — сжимающие.
* Первая группа — неориентированный термопласты с энергией активации вязкого течения значительно меньшей, чем энергия разрушения химической связи (не более 150 кДж / моль), температурным интервалом вязкотекучего состояния (Тд-ТТ> 50 ° C), вязкостью расплава 102-105 Па • с в интервале температур сварки. Эти [[термопласт]]ы хорошо свариваются. Сварка возможна с помощью различных методов в интервале температур, лежащий в широких пределах от температуры текучести до температуры деструкции. Полимеры лучше свариваются плавлением, в первую очередь относится к полиолефинy - [[полиэтилен]]у высокого и низкого давления и полипропилену. Эти полимеры характеризуются низкой энергией активации вязкого течения (46-53 кДж / моль), имеют достаточно низкую температуру текучести (120-160 ° С), широкий интервал вязкотекучего состояния (> 50 ° C) сравнительно низкую вязкость расплава .
== Остаточные напряжения при сварке ==
 
* Вторая группа — термопласты с энергией активации вязкого течения, которая близка к энергии разрушения химической связи, с узким температурным интервалом вязкотекучего состояния (<50 ° C) или сравнительно высокой вязкостью расплава (107-108 Па • с ). К этой группе относятся и ориентированы полуфабрикаты из всех известных термопластичных материалов. Все эти материалы плохо свариваются. Для обеспечения возможности их сварки плавлением нужно в каждом отдельном случае искать оптимальные способы и приемы. Эта группа термопластов наиболее распространена. К ней некоторые фторопласты и др.
== Использование ==
Остаточное напряжение используют для изготовления пружин. При этом проводят [[отпуск]] металла.
== Литература ==
* Башкатов А.В. Напряжения и деформации при сварке. Воронеж. Изд. ВГТУ. 1999.
* Гликман Л. А., Методы определения остаточных напряжений, «Тр. Ленингр. инж.-экон. ин-та», 1960, вып. 30;
 
* Третья группа — [[термопласт]]ы, энергия активации вязкого течения которых не превышает энергию химической связи, а также термопласты, вязкость расплава которых составляет 1011-1012 Па • с. Эти термопласты не могут быть переведены в вязкотекучее состояние, то есть невозможна из сварка плавлением. Образование сварных соединений таких термопластов делается за счет диффузных процессов на границе раздела, при условии, что необходимый для этого контакт осуществляется высокоэластичной деформацией материала. Диффузионная сварка осуществляется путем длительного контакта поверхностей.
* Биргер И. А. Остаточные напряжения, М., 1963;
 
* Четвертая группа — реактопласты и вулканизаторы (полимеры, которые невозможно соединить с помощью диффузионной сварки). Они свариваются в результате химического взаимодействия молекул полимеров, спровоцированной подогревом, давлением или введением в зону сварки сшивающего агента.
* Уголев Б. Н. Внутренние напряжения в древесине при ее сушке, М.—Л., 1959;
 
== Литература ==
* {{книга
| заглавие = ГОСТ Р ИСО 17659-2009 Сварка. Термины многоязычные для сварных соединений
| ссылка = http://www.gost-svarka.ru/gost_soedinenie_svarnoe_tip_pazmer/gost_17659-2009.htm
| место = {{М.}}
| издательство = ФГУП «Стандартинформ»
| год = 2009
}}
 
* Васильев Д. М. ДобродееваН. М., «Физика твердого тела», 1962, т. 4, № 1, с. 140—47.
== Ссылки ==
* [http://tool-land.ru/svarka-plastmass.php Сварка пластмасс]
* [http://www.bibliotekar.ru/spravochnik-181-3/66.htm НАПРЯЖЕНИЕ ОСТАТОЧНОЕ]
* [http://esu.com.ua/search_articles.php?id=16600 Сварка пластмасс]
* [http://msd.com.ua/teoriya-svarochnyx-processov/tipichnye-polya-ostatochnyx-napryazhenij-v-svarnyx-soedineniyax/ Типичные поля остаточных напряжений в сварных соединениях]
* [http://electrowelder.ru/index.php/plastmass Сварка пластмасс]
 
{{изолированная статья}}
 
[[Категория:Сварка]]