tkm (862051), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Рис.8. Схемы формования изделий: а) прессованием; б) пропитка

Метод намотки наиболее современный и перспективный метод формования изделий из армированных пластиков, так как позволяет создавать ориентируемую структуру наполнителя в изделиях с учетом их формы и особенностей эксплуатации. Высокая прочность изделий, полученных намоткой, достигается за счет ориентированной укладки наполнителя, и как следствие этого, реализуются высокие прочностные свойства наполнителя в изделии. Детали, изготавливаемые методом намотки, как правило, должны иметь форму тел вращения. В сочетании с другими приемами этим методом можно получать детали, не имеющие форму тел вращения, например, детали коробчатой формы, пластины и плиты, заготовки рабочих и статорных лопаток и даже панелей крыла. Наибольшее применение метод намотки нашел в ракетной технике и авиации для формирования корпусов ракет и ракетных двигателей, а также элементов фюзеляжей самолетов и вертолетов. Детали формуют с помощью технологической системы, состоящей из намоточного станка, технологической справки для формирования детали, приспособления для раскладки материала, материала из длинномерных армирующих волокон и полимерного связующего. Давление формования создается за счет технологического натяжения наматываемого материала.

В зависимости от способа нанесения полимерного связующего на армирующий наполнитель различаются два основных способа намотки: «мокрый» (жидкофазный) и «сухой» (твердофазный) способы. «Мокрый» метод позволяет совместить операцию приготовления композиционных материалов с техпроцессом изготовления изделия. По этому способу непрерывный волокнистый наполнитель поступает в ванну с жидким связующим, пропитывается им, а потом укладывается на оправку по заданной программе. Достоинством метода является большая степень достигаемой анизотропии. Ограничение - скорость намотки определяется скоростью пропитки, а недостатком является неоднородность распределения наполнителя и связующего по толщине изделия (3-4%). «Сухой» метод предполагает намотку заранее пропитанного связующим армирующего наполнителя (препрега). Этот метод более прогрессивен и технологичен. Достоинствами метода являются более однородное распределение связующего и наполнителя по толщине (1%), возможность применения больших скоростей намотки, возможность использования связующих с высокой вязкостью. Недостатки - повреждение волокон на промежуточных операциях приготовления препрега и ограниченная длина лент препрега. В зависимости от структуры наматываемого слоя армирующего наполнителя различают два основных способа намотки: способ поперечной (кольцевой) намотки и способ спиральной намотки. Поперечная намотка характеризуется укладкой армирующего наполнителя характеризуется укладкой армирующего наполнителя вокруг оправки с шагом смещения вдоль оси на каждый оборот не свыше ширины наматываемой пряди. Кольцевая намотка является наиболее простым методом и не требует сложного оборудования. Пропитанные нити в виде одинарной пряди или множества прядей накладывают на оправку под углом 90 к оси вращения оправки. Кольцевая намотка применяется для усиления тонкостенных металлических труб или баллонов в тангенциальном направлении. Изделия имеют высокую прочность в тангенциальном (окружном) направлении и низкую в осевом.

1. Сварка пластических масс.

При сварке нагретым газом соединяемые поверхности нагревают струей разогретого газа и приводят в контакт с нагретой той же струей присадочным материалом или друг с другом (рис. 10). Сваркой с применением присадочного материала соединяют детали из поливинилхлорида, полиолефинов, полиметилмета-крилата, полистирола, полиамидов.

В присадочный материал в виде прутка, прямоугольного или треугольного сечения из того же полимера, что и в свариваемых деталях, может быть добавлен пластификатор (3-10% от массы композиции). Непластифицированный материал предпочтителен при изготовлении изделий, работающих в агрессивных средах и при повышенных температурах. При ручной сварке рабочий способ сварки очень трудоемок и не позволяет получать сварные швы высокого качества. Необходимо отметить, что вручную трудно обеспечить равномерную подачу присадочного материала и равномерно прогреть свариваемые поверхности. При этом способе сварки наблюдается большой разброс показателей прочности по длине свариваемого шва. Прочность сварного шва и его качество зависят от квалификации сварщика.

Газом-теплоносителем чаще всего служит воздух. При сварке термопластов, которые подвержены сильной термоокислительной деструкции, в качестве теплоносителя применяют главным образом азот. Температура газа на выходе из сопла сварочного аппарата должна быть на 50 - 100°С выше, чем Тт полимера, так как на участке между соплом и свариваемой поверхностью теплоноситель охлаждается. Давление газа составляет 35-100 кН/м² (0,35 - 1,0 кгс/см²).

У метода сварки нагретым газом есть свои недостатки: низкая производительность, высокая стоимость работ, сложность поддержа-ния постоянных режимов сварки.

Соединяемые детали нагреваются в результате контакта с металлическими брусками, пластинами, дисками или с другим инструментом. Нагретые детали спрессовывают, а затем охлаждают. Инструментом может быть нагрета внешняя поверх-ность деталей или сами соединяемые поверхности. В первом слу-чае различают контактнотепловую сварку прессованием (детали нагревают и спрессовывают одновременно) и термоим-пульсную сварку. При контактно-тепловой сварке прессованием используют постоянно нагретый инструмент с большой теплоемкостью. Детали нагревают с одной или двух сторон (двусторонний нагрев облегчает процесс сварки). Необходимая температура в месте сварки толстостенных деталей устанавливается лишь спустя некоторое время после их соприкосновения с инструментом. Длительность разогрева материала в месте соединения уменьшается до нескольких минут при использовании инструмента, нагретого на 20-50°С, т.е. выше температуры текучести полимера (в зависимости от толщины детали). Необходимо отметить, что при этом повышается опасность термодеструкции полимера. Перегрев поверхности нежелателен также и потому, что инструмент, оказывая давление на размягченный материал, деформирует его в зоне шва. Деформирование уменьшают, применяя ограничители хода инструмента или распределяя давление на зону, ширина которой превышает ширину зоны шва. Чтобы исключить прилипание пластических масс к инструменту, следует применять разделительные прокладки из фторопласта-4, полиимида, целлофана. Этим способом сваривают фторопласта-4, полиметилметакрилат, полистирол, полиамиды, поливинилхлорид, полиимиды.

Сварка нагретым присадочным материалом Этот способ также называют сваркой экструдируемой присадкой потому, что для сварки используют поступающий из экструдера присадочный материал (экструдат) в термопластичном состоянии. Сущность сварки термопластов состоит в том, что расплавленный материал, выходящий из экструдера или другого устройства, непрерывно плавно под определенным давлением подается в разделку (зазор) между соединяемыми поверхностями, нагревает их до температуры сварки и, сплавляясь с ним, образует сварной шов. Этот метод высоко производителен, обладает широкими технологическими возможностями и позволяет получать высококачественные сварные соединения. Способ сварки, при котором расплавленный присадочный материал непрерывно поступает в зону соединения из мундштука экструдера, который находится на некотором расстоянии от поверхности свариваемого изделия (рис. 15, а), называют бесконтактной экструзионной сваркой или просто экструзионной. Для обеспечения плотного контакта присадочного материала с соединяемыми поверхностями применяют специальные прижимные устройства.

Способ ультразвуковой сварки заключается в том, что электрические колебания ультразвуковой частоты (порядка 20- 50 кГц), вырабатываемые генератором, преобразуются в механические продольные колебания преобразователем и вводятся в свариваемый материал. При сварке пластмасс в отличие от металлов статическое (Рст) и динамическое (Р) усилия совпадают. Амплитуда колебаний (А) зависит от длины и материала волновода.

Сварка пластмасс излучением основана на способности пластмасс поглощать лучистую энергию и нагреваться за счет этого. В результате поверхностные слои деталей из термопластов переходят в вязкотекучее состояние и после приложения необходимого давления свариваются. В соответствии с видом источника энергии и характера генерируемого им излучения различают следующие способы сварки: светом видимого диапазона и инфракрасным излучением (ИК)

Процесс нагрева ИК-излучением легко регулируется в широком диапазоне при изменении мощности лучистого потока (температуры нагрева излучателя) и расстояния до облучаемых деталей.

Сварка пластмасс трением Сварка пластмасс трением основана на нагреве соединяемых поверхностей за счет превращения механической энергии трения в теплоту. Так как пластмассы обладают низкой теплопроводностью, от зоны контакта деталей, подвергающихся трению, отводится незначительное количество тепла и поэтому их нагрев происходит быстро.

За счет выделяющейся при трении теплоты пластмасса переходит в вязкотекучее состояние и под воздействием прикладываемого при этом усилия часть расплава вытекает в процессе трения (оплавления) свариваемых деталей. При создании в стыке необходимого количества расплава процесс трения прекращается, и детали сжимаются (осаживание); в результате получается неразъемное соединение.

Характеристики

Список файлов ответов (шпаргалок)