3. Высокочастотная сварка мягкой тары. Особенности.

Сварка полимеров в поле токов высокой частоты (ТВЧ) основана на диэлектрическом нагреве приведенных в контакт по­верхностей в результате преобразования электрической энергии в тепловую непосредственно внутри самих материалов.

Основным условием для нагрева в поле ТВЧ является нали­чие в молекулах полимера звеньев имеющих дипольное строение и способных поляризоваться под действием внешнего поля. Диполями называются связанные пары равных по вели^ чине и противоположных по знаку зарядов. Произведение ве­личин этих зарядов на расстояние между ними называется дипольным моментом. Смещение диполей под действием внешнего электрического поля называется поляризацией.

В находящемся в переменном электрическом поле полиме­ре происходит ориентация диполей: положительные заряды притягиваются к отрицательно заряженному электроду, а от­рицательные — к положительно заряженному. При смене знака заря­да на электродах, изменяется ориентация диполей и ориентация участков молекул полимера. Препят­ствовать ориентации будут соседние звенья той же молекулы и другие молекулы. Энергия, затрачиваемая на преодоление этих препятствий, превращается в тепло. В процессе нагрева вязкость полимера уменьшается и условия ориентации улуч­шаются.

Различные пластмассы в переменном электрическом поле нагреваются не одинаково интенсивно. Способность к нагреву в ТВЧ определяется величиной потерь энергии. Ее оценивают фактором диэлектрических потерь к_дп, равным произведению диэлектрической проницаемости е на тангенс угла диэлектри­ческих потерь tg б

k_m=Etgб.

Высокочастотной сварке подвергаются полимеры, у кото­рых к_дп > 0,01. Это - поливинлхлорид, поливинили-денхлорид, поливинилацетат, полиамиды, эфиры целлюлозы, полиметил метакрилаты, полиацетали. к_дп сильно зависит от температуры и частоты колебаний. Под воздействием ТВЧ тепловая энергия выделяется в массе поли­мера. С ростом температуры свари­ваемого материала поток тепла уст­ремляется к сварочным электро­дам, имеющим температуру окру­жающего воздуха.

Сварку полимерных пленок в поле ТВЧ осуществляют преиму­щественно по двум схемам: прессовой (а) и роликовой (б) высокочастотная сварка полимерных пленок: 1 — свариваемые материалы;2 — высокопотенциальный ролик; 3 — заземленный ролик;4 — генератор высокой частоты; 5 — рабочий инструмент;6 и 7 — обкладки рабочего конденсатора (6 — высокопотенциальная,7 — заземленная); 8 - сварной шов

а) б)

При прессовом способе свариваемый материал помещают между обкладками раб. конденсатора и нагрев места со­единения осуществляют с помощью инструмента (электродов), повторяющего внешнюю форму шва. Кроме подвода энергии к месту сварки электроды передают на материал необходимое давление и охлаждают его поверхности. Преимущество - равномерный нагрев свариваемого материала за один прием и при одном режиме, что обеспечи­вает высокое качество сварки швов.

Роликовый способ служит для получения протяженных непрерывных швов. Сварка мат. производится двумя вращ-ся в противоп-м направлении электрода­ми — роликами, один из кот. соединен с высокопотенци­альным выводом генератора, а другой заземлен.

Недо­статки - при непре­рывной высокочастотной сварке особые трудности возникают во время охлажд.шва: мат. не успевает охладиться под давлением. Шов выходит из-под роликов в еще нагретом состоянии, поэтому в процессе охлаждения может произойти его деформирование. Мат. может захваты­ваться роликами в зоне разогрева, поэтому его толщина ум-ся, изменяется эл. режим и качество шва. Для устранения этого недостатка огра­ничивают скорость сварки, длину сварочных швов и применяют подающий механизм более сложной конструкции.

Технолог.пар-ры нагрева и сварки упаковки (время нагрева и выдержки, давление, температура и напря­женность электрического поля) устанавливаются экспериментально для каждого вида мат. и конструк­ции тары и упаковки. Также на прочность сварного шва большое влия­ние оказывает конечная толщина сварного шва.

БИЛЕТ № 15