Спосіб зварювання поліетиленів

Реферат: Спосіб зварювання поліетиленових матеріалів дотиканням зразка до закладного елемента за тиску 0,2 МПа, докладанням струму до закладного елемента (напруга 39,03 В, сила струму в колі 0,29 А, тривалість 100 с), відімкненням струму від закладного елемента за тиску 0,2 МПа і охолодженням зварених зразків (тривалість 6 хв). Як закладний елемент використовують електропровідний композит на основі наповненого магнетитом Fе3О4 ПЕВГ і зварювання проводять під дією постійного магнітного поля. UA 118517 U (12) UA 118517 U UA 118517 U 5 10 15 20 Корисна модель належить до з'єднання з нагріванням і тиском попередньо сформованих частин, конкретно до способів зварювання термопластичних полімерів, і призначена для застосування при з'єднанні виробів із пластмас, труб, деталей конструкцій тощо. Відомі способи зварювання термопластичних полімерів нагрітим інструментом як "в стик" [Комаров Г.В. Соединение деталей из полимерных материалов: Учеб. Пособие / Г.В. Комаров. СПб.: Профессия, 2006. - С. 452], так і нагрівальним елементом, який залишається у зварному з'єднанні - т.зв. закладним елементом [Волков С.С. Сварка пластмасс ультразвуком / С.С. Волков, Ю.Н. Орлов, Б.Я. Черняк. - М: Химия, 1974. - С. 68, Шестопал А.Н. Справочник по сварке и склеиванию пластмасс / Под общ. ред. А.Н. Шестопала, Г.Н. Кораба. - К.: Техника, 1990. - С. 54]. Нагрівання закладного елемента здійснюють шляхом пропускання крізь нього електричного струму з виділенням теплоти за рахунок електричного опору елемента. Прототипом є спосіб зварювання поліетиленових матеріалів (ПМ) за допомогою закладного елемента [Зварювання пластмасс за допомогою закладного елементу на основі електропровідного композиту / А.Р. Підлісний, М.Г. Кораб, Є.П. Мамуня, М.В. Юрженко // Міжнародна науково-практична конференція "Розвиток інноваційної діяльності в галузі технічних і фізико-математичних наук": тези доповідей. - Миколаїв, 2016. - С. 71] дотиканням зразка до закладного елемента за тиску 0,2 МПа, докладанням струму до закладного елемента (напруга струму 39,03 В, сила струму в колі 0,29 А, тривалість 100 с), відімкненням струму від закладного елемента за тиску 0,2 МПа і охолодженням зварених зразків (тривалість 6 хв). За прототипом як закладний елемент використовували електропровідний композит на основі наповненого сажею поліетилену високої густини (ПЕВГ). Цей спосіб дуже простий, не потребує спеціального обладнання і може використовуватися в будівництві, авіа -, ракетобудуванні, у машинобудівній та інших галузях промисловості. Спосіб пояснюється даними табл. 1. Таблиця 1 Етапи реалізації способу зварювання ПМ Дотикання зразка до закладного елемента Тиск, МПа Докладання струму до закладного елемента Напруга, В II Сила струму, А Тривалість, с Відімкнення струму від закладного елемента III Тиск, МПа Охолодження зварених зразків IV Тривалість охолодження, хв Розривна міцність, МПа І Приклад реалізації способу згідно з прототипом Зварювані полімери ПЕВГ/ПЕВГ 0,2 39,03 0,29 100 0,2 6 15,9* * - розривна міцність зварного з'єднання ненаповненого ПЕВГ становить 19,7 МПа 25 30 35 40 Недоліком способу за прототипом є зниження розривної міцності зварного з'єднання при наповненні (див. табл. 1). В основу корисної моделі поставлена задача розробка способу зварювання поліетиленових матеріалів закладним елементом із забезпеченням підвищеної розривної міцності зварного з'єднання. Поставлена задача вирішується тим, що за способом зварювання поліетиленових матеріалів дотиканням зразка до закладного елемента за тиску 0,2 МПа, докладанням струму до закладного елемента (напруга 39,03 В, сила струму в колі 0,29 А, тривалість 100 с), відімкненням струму від закладного елемента за тиску 0,2 МПа і охолодженням зварених зразків (тривалість 6 хв), згідно з корисною моделлю, як закладний елемент використовують електропровідний композит на основі наповненого магнетитом Fе3О4 ПЕВГ і зварювання проводять під дією постійного магнітного поля. Для зварювання брали поліетиленові матеріали ПЕВГ марок ПЕ-80 і ПЕ-100. Індукція постійного магнітного поля (ПМП) становила 1,0 Тл. Заявлений спосіб зварювання термопластичних полімерів пояснюється табл. 2 і реалізується таким чином: 1 UA 118517 U 5 Приклад. На першому етапі дотикають зразок до закладного елемента за тиску 0,2 МПа. На другому етапі докладають постійне магнітне поле до закладного елемента. Індукція поля 1,0 Тл, тиск 0,2 МПа. На третьому етапі докладають електричний струм до закладного елемента. Напруга струму 39,03 В, сила струму в колі 0,29 А, тривалість 100 с. На четвертому етапі вимикають електричний струм і магнітне поле за тиску 0,2 МПа. На п'ятому етапі охолоджують зварені зразки. Тривалість охолодження 6 хв. Таблиця 2 Етапи реалізації способу зварювання ПМ Дотикання зразка до закладного елемента Тиск, МПа Докладання ПМП до закладного елемента II Індукція ПМП, Тл Тиск, МПа Докладання струму до закладного елемента Напруга струму, В III Сила струму, А Тривалість, с Відімкнення струму і ПМП від закладного елемента IV Тиск, МПа Охолодження зварених зразків V Тривалість охолодження, хв Розривна міцність, МПа І 10 Приклад реалізації способу згідно з пропонованою КM Зварювані полімери ПЕ-80/ПЕ-100 0,2 1,0 0,2 39,03 0,29 100 0,2 6 19,1 Як видно з табл. 2, за способом зварювання згідно з пропонованою корисною моделлю розривна міцність зварного з'єднання зростає до 19,1 МПа і наближається до значення розривної міцності зварного з'єднання ПЕ-80/ПЕ-100, отриманого традиційним способом зварювання нагрітим інструментом "в стик" (19,7 МПа). Зростання розривної міцності пояснюється орієнтацією частинок магнетиту вздовж силових ліній постійного магнітного поля (кресл.). 15 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Спосіб зварювання поліетиленових матеріалів дотиканням зразка до закладного елемента за тиску 0,2 МПа, докладанням струму до закладного елемента (напруга 39,03 В, сила струму в колі 0,29 А, тривалість 100 с), відімкненням струму від закладного елемента за тиску 0,2 МПа і охолодженням зварених зразків (тривалість 6 хв), який відрізняється тим, що як закладний елемент використовують електропровідний композит на основі наповненого магнетитом Fе 3О4 ПЕВГ і зварювання проводять під дією постійного магнітного поля. 2 UA 118517 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3