Тара и ее производство - Ефремов Н.Ф.
ISBN 5-8122-0274-5
Скачать (прямая ссылка):
Обычно нагреватель в виде нихромовой полосы шириной 3-5 мм или нихромовой проволоки диаметром 0t6-l ,0 мм крепят в корпусу из диэлектрика (рис. 5.29). Для одновременного по-
174
а
Диэлектрик
б
. V, Диэлек bxl трик
в
Диэлек трик
„ Нихромовая
Нихромовая проволока полоска
Нихромовая проволока Нихромовая полоска
Рис. 5.29, Нагревательный инструмент термоимпульсной сварки: а —с нихромовой полоской; б — с нихромовой проволокой; в - наборный с нихромовыми полосками и проволокой
лучения двух сварных швов и обрезки пленки между сварными швами применяют наборный нагреватель из двух нихромо-вых полос и проволоки. В современных фасовочных автоматах для разрезки пленки между соседними сварными швами и от-деления упакованной продукции часто используют конструкцию узла термоимпульсной сварки с встроенным отрезным ножом (рис. 5-30) [27]. Для сокращения длительности охлаждения нагревательный элементу сварочных аппаратов большой мощности охлаждается воздухом или водой. Поскольку охлаждение под давлением ниже Тс для аморфных полимеров или
Рис. 5.30. Схема термоимпульсной сварки фасовочного автомата с отрезкой упакованной продукции: U 2 — упаковка; 3 — термоимпульсный нагреватель; 4 — отрезной нож
175
ниже Тпл для кристаллических полимеров длится доли секунды, весь процесс сварки занимает 1-5 с.
Протяженность сварного шва, получаемого за один цикл сварки, определяется длиной нагревательной ленты, которая ограничивается большим тепловым расширением. Так, удлинение ленты из нихрома длиной 0,8 м при нагреве до 5000C составляет около 7 мм. Такое значительное удлинение может привести в процессе сварки к смещению материала и к снижению прочности шва. Промышленностью выпускаются сварочные аппараты, позволяющие получать прямолинейные швы длиной 0,1-1,5 м и шириной 2-4 мм. Протяженные швы могут быть изготовлены шаговым методом со скоростью, достигающей 10-15 м/мин в автоматическихустановках-
5.2.1.3. Высокочастотная сварка
Сварка полимеров в поле токов высокой частоты [ГВЧ) основана на диэлектрическом нагреве приведенных в контакт поверхностей в результате преобразования электрической энергии в тепловую непосредственно внутри самих материалов.
Основным условием для нагрева в полеТВЧ является наличие в молекулах полимера звеньев, имеющих дипольное строение и способных поляризоваться под действием внешнего поля. Диполями называются связанные пары равных по величине 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 изменении направления электрического поля. т. е. при смене знака заряда на электродах, изменяется и ориентация диполей, а следовательно, 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
176
вязкость полимера уменьшается и условия ориентации улуч-шаются.
Преобразование электрической энергии в тепловую происходит по всей длине материала, поэтому потери энергии и температурные перепады минимальны.
Различные пластмассы в переменном электрическом поле нагреваются не одинаково интенсивно. Способность к нагреву в ТВЧ определяется величиной потерь энергии. Ее оценивают фактором диэлектрических потерь кд|1, равным произведению диэлектрической проницаемости E на тангенс угла диэлектрических потерь tg 5:
(5Л4)
Высокочастотной сварке подвергаются полимеры, у которых > 0,01. Это прежде всего поливинлхлорид, поливинили-денхлорид, поливини л ацетат, полиамиды, эфиры целлюлозы, по л и мети л мет акр и латы, полиацетали (табл. 5.4). Следует от-
Таблица 5.4
Диэлектрические показатели пластмасс при частоте 106 и температуре 493 К [40]
Материал Диэлектрическая проницаемость с Тангенс угла дяэ л ектричес ких потерь Ig 8 Фактор потерь к ДП
Поливи ни лхлорид:
жесткий 2.8-3.4 0,015-0,04 0,042-0,136
п л з с "гиф ициро в а иш й 3,3-4.5 0,04-0,09 0,132-0Г405
Пол иэи w ли денхлор ид 3,0-5,0 0,05-0,08 0,150-0,400
Пол ив и н илбутирал ь 3,3-3,9 0,06 0,198-0,234
Пол ив и н илацета л ь 2,7 0.016 0,042
Полиамид 3.8-4,2 0:025-0,03 0.090-0,128
Ацетил цел л юлоэа 3,2-7,0 0,01-0,10 0,032-0.70
Адетобутират целлюлозы 3.2-6,2 0,01-0,04 0.032-0,248
П оп им ет ил метакри лат 2,9-3.2 0,02-0.03 0.058-0,096
Поликарбонат 3.0 0,01 0,03
Пол итрифто рхло р этиле H 2,5-3.0 0,01 0,025-0,030
Полеттетрафто рзгилен 1.9-2,2 0,00025 0.000475-0,00055
П олиэти ленте рефта лат 3,0 0.002 0,006
Полиэтилен 2.2-2,4 0,0001-0,0004 0,00022-0.00096
Полипропилен 2.0 0,0001 0,0002
Полистирол 2,4-2,7 0,0001-0,002 0.00024-0,0054
По лии зобути л ен 2.4-2,9 0,0005 0,0012-0,0015
177
Рис, 5.3Г Расположение свариваемого в ТВЧ материала 1 между
