ТВЧ-сварка
Высокочастотная сварка — это современный метод соединения полимерных материалов, особенно составов ПВХ, при котором материалы нагреваются до определенной температуры вдоль линии сварки и прессуются вместе с определенной силой.
Энергия высокой частоты вызывает молекулярные колебания в поливинилхлоридной пленке (ПВХ), преобразуя часть этого колебательного движения в тепловую энергию и нагревая область сварки. Этот метод идеально подходит для определенных материалов, таких как ПВХ, ПЭТГ, ПУ, ЭВА и некоторые смолы АБС.
Процесс высокочастотной сварки
Процесс нагревания полимеров в высокочастотных полях включает в себя поляризацию на основе диполей. Микродиполи выравниваются по направлению электрического поля: отрицательные заряды перемещаются к положительной пластине конденсатора.
Соседние молекулы препятствуют изменению ориентации, что приводит к преобразованию энергии в тепло. Уменьшение вязкости способствует улучшению ориентации во время нагрева.
При низких частотах диэлектрические диполи быстро ориентируются; более высокие частоты ускоряют вращение диполей и трение частиц. Очень высокие частоты ослабляют поляризацию из-за частичной ориентации. Генерация тепла зависит от параметров поля, напряжения, частоты и свойств полимера. Теплопроводность влияет на потерю тепла, обеспечивая рациональное распределение температуры при ВЧ сварке. Для избежания разрывов, интенсивность поля ограничивает скорость нагрева, а частота соответствует размерам конденсатора.
Методы ТВЧ сварки
В области ВЧ сварки сопротивления существуют три метода: шовная, точечная и прессовая.
- Прессовая ВЧ сварка обрабатывает различные пластмассы, ограничивая толщину до 5 мм.
- Шовная сварка использует вращающиеся диски для создания тепла и давления, в то время как точечная сварка создает интервальные точки сварки.
- Сварка поперек шва является сложной из-за неравномерного нагрева.
Основными параметрами являются давление, интенсивность поля и время нагрева. Большинство полимеров хорошо реагируют на частоты от 10 до 150 МГц. Регулирование частоты предотвращает вмешательство; в России разрешенные частоты составляют 27, 12, 81, 36, 40, 62 и 152 МГц. Продвинутые диэлектрики, такие как ПТФЭ, полистирол и полиэтилен, не подходят для ВЧ сварки из-за низкой генерации тепла.
Сварка и резка одновременно
Процесс сварки и резки одновременно осуществляется путем плавления материала, прошедшего через край электрода под действием давления. Этот метод реализуется с использованием полуавтоматического пресса, способного одновременно выполнять операции сварки и резки. В данной технологии используются специальные режущие электроды, активируемые с помощью кнопок.
На верхней пластине, с которой связан электрод, оказывается определенное давление, в результате чего начинает функционировать генератор высокой частоты. ПВХ-пленка моментально подвергается нагреву и плавится под воздействием радиочастотного поля.
Полоса электрода постепенно проникает в размягченное покрытие, обрезая лишний материал, выполняя сварку пленок и оставляя уникальные узоры на поверхности. Таймерное реле автоматически останавливает генератор после завершения процесса сварки, и изделие быстро охлаждается под действием давления. После охлаждения верхняя пластина возвращается в исходное положение.
Преимущества применения ВЧ сварки
Суть процесса заключается в его оперативности – вся операция занимает всего несколько мгновений. Технология высокочастотной сварки выделяется своей скоростью и эффективностью уже на этапе единичного сварочного цикла. Важно подчеркнуть, что нагревание всех слоев материала происходит равномерно, безотносительно к их толщине. Помимо этого, охлаждение сварного шва также происходит практически мгновенно.
Качество сварного соединения в данной технологии тесно связано с качеством исходного материала, что влечет за собой создание однородных, прочных и гибких швов, лишенных следов дыма или неприятных запахов.
Среди ключевых достоинств высокочастотной сварки следует выделить быстрый и равномерный нагрев, который обеспечивается даже при работе с материалами различной толщины, а также высокую степень продуктивности. Такой подход идеально подходит для создания прочных и герметичных соединений на изделиях из ПВХ или полиуретана. К примеру, водонепроницаемые штормовые куртки могут быть снабжены почти незаметными швами, что придает изделию эстетичный вид и высокую функциональность.