Для получения швов любой протяженности и конфигурации вручную перемещают акустическую головку, а изделие остается неподвижным. Поскольку при УЗС происходит локальный разогрев зоны сварки, то данная технология эффективна при герметизации тары с пищевыми продуктами или легковоспламеняющимися веществами, а также при сварке изделий, свариваемые поверхности которых покрыты маслом, растворами солей, кислот и т. п. При этом нет необходимости в предварительной очистке свариваемых поверхностей.
Установка для ручной УЗС состоит из ультразвукового генератора и акустической головки, состоящей из пьезоэлектрического преобразователя и волновода со сменными насадками. Насадки имеют специальную заточку, что позволяет получать швы различной ширины; производить разрезание нескольких слоев синтетических тканей или пленок; одновременно прорезать и сваривать материалы при производстве элементов одежды. Выходная мощность установки составляет 200 Вт, рабочая частота – 20 кГц.
Технология ручной УЗС позволяет соединять полипропиленовые и полиамидные пленки, многослойные пакеты из полиэтилентерефталата, а также пленки, имеющие металлизированное, фотоэмульсионное или ферролаковое покрытия без предварительного их удаления. Ширина шва составляет 1…5 мм при толщине пленок от 10 до 500 мкм.
Свариваемый материал после окончания рабочего цикла передвигается на шаг сварки и каждый последующий шов частично перекрывает предыдущий.
Технология шовно-шаговой УЗС эффективна при сварке полимерных пленок, синтетических тканей, а также листовых полимерных заготовок толщиной до 3 мм.
Установка для шовно-шаговой сварки выполнена в виде функционально законченного модуля и обслуживается одним оператором. Конструкция модуля унифицирована и состоит из пневматического сварочного пресса, ультразвукового генератора, системы управления, пульта управления, опоры с механизмом фиксации и перемещения свариваемого материала, а также коммутационного узла для подключения установки к электро- и пневмосети. Установка оснащена датчиком линейных перемещений конструктивно находящегося на суппорте пневмопресса, что позволяет не только измерять исходную толщину свариваемых заготовок и остаточную толщину шва, но и использовать деформационные критерии дозирования вводимой энергии.
Наличие системы управления значительно расширяет функциональные возможности установки по сравнению с зарубежными аналогами и позволяет задавать и контролировать следующие операции и величины:
- сварку с фиксированным временем ввода энергии в свариваемый материал;
- сварку с использованием деформационного критерия управления;
- сварку с динамическим включением ультразвука;
- сварку с обеспечением постоянства энергии, вводимой в свариваемый материал, с учетом потерь акустической головки на холостом ходу;
- сварку «на протяг» (материал протягивается между колеблющимся волноводом и опорой);
- скорость подачи свариваемых материалов в зависимости от типа полимера, толщины, количества слоев и т. д.
- задание верхних и нижних значений технологических параметров;
- регистрацию параметров каждого цикла сварки на печатающем устройстве;
- контроль качества сварных соединений путем определения отклонения от допустимых значений основных параметров режима УЗС.
- возможность включения сварочной установки в поточную линию.
Общий вид установки для шовно-шаговой ультразвуковой сварки
Установка состоит из: рабочего стола; пневматического пресса; вращающейся акустической головки, собранной на базе высококачественной пьезокерамики; ультразвукового генератора; системы подачи свариваемых материалов; ролика-опоры; системы контроля и управления технологическим процессом.
Установка для шовной ультразвуковой сварки
Шов, полученный при многослойной сварке полиэтиленовой пленки
Область применения
Разработанные установки для шовно-шаговой и шовной УЗС имеют следующие достоинства:
- возможность сварки пленочных материалов, разнотолщинность которых может достигать 40%;
- возможность сварки легкоуплотняющихся синтетических тканей;
- повышение качества сварных соединений, улучшение условий труда, снижение трудоемкости операций и экономия энергоресурсов за счет возможности гибкого использования новых критериев дозирования вводимой энергии и автоматизации сварочного процесса;
- расширение номенклатуры полимерных материалов, подлежащих сварке, за счет возможности адаптивного управления технологическим процессом и использования вращающейся акустической головки.
