Ultragarsinis plastiko suvirinimo tyrimas
Principas:
Ultragarsinė mechaninė vibracija (dažnis 10–70 kHz, amplitudė 1–250 μm) taikoma plastikinėms dalims, kad būtų atliekamas vietinis kaitinimas esant slėgiui (šiluma atsiranda dėl bendro paviršiaus ir tarpląstelinės trinties poveikio) ir lydant susidaro suvirinimas. Kaip parodyta, ultragarso suvirinimo procesas yra padalintas į keturis etapus.
1 etapas: ragas liečiasi su dalimi, daro spaudimą ir pradeda vibruoti. Trintinė šiluma išsklaido energiją vedančius šonkaulius, o tirpalas teka į rišamąjį paviršių. Mažėjant atstumui tarp dviejų dalių, mažėja suvirinimo kiekis (atstumas tarp dviejų dalių dėl lydalo srauto). Iš pradžių suvirinimo poslinkis greitai padidėja, o po to sulėtėja, kai išlydytas energiją vedantis šonkaulis plinta ir liečiasi su apatinės dalies paviršiumi. Kietoje trinties fazėje šilumą sukuria trinties energija tarp dviejų paviršių ir vidinė trintis dalyje. Trinties karštis sukelia polimero medžiagos įkaitimą iki lydymosi taško. Šilumos kiekis priklauso nuo veikimo dažnio, amplitudės ir slėgio.
2 etapas: Padidėjus lydymosi greičiui, padidėja suvirinimo poslinkis ir kontaktas tarp dviejų dalių paviršių. Šiame etape susidaro plonas išlydytas sluoksnis, o dėl nuolatinio šilumos generavimo išlydyto sluoksnio storis padidėja. Šilumą šiame etape sukuria klampus išsisklaidymas.
3 etapas: Tirpalo sluoksnio storis suvirinimo viršuje išlieka tas pats, o lydimas pastovios temperatūros, vyksta lygaus tirpimo temperatūra.
4 etapas: Pasibaigus nustatytam laikotarpiui arba pasiekus tam tikrą energiją, galios lygį ar atstumą, energijos tiekimas išjungiamas, ultragarsinė vibracija sustabdoma ir pradedamas ketvirtasis etapas. Slėgis palaikomas, o dalis papildomo tirpalo išspaudžiami iš jungties. Maksimalus poslinkio dydis pasiekiamas, kai suvirinimas suvirinamas ir sukietėja, vyksta tarpmolekulinė difuzija.
