Процесс сварки ультразвуком по внешнему виду подобен процессу контактной сварки или сварки токами высокой частоты. Легче всего, ультразвуком выполняют тавровые соединения и соединения внахлестку.
Удовлетворительно выполняются соединения внахлестку шовные и по контуру. Стыковые соединения стержней осуществляются на коротких образцах. Все соединения выполняются без разделки кромок и без присадочного материала.
В ряде случаев резиновый отражатель на опоре в виде подкладки обеспечивает высокое качество швов при малом давлении и времени сварки.
В табл. 12 даны режимы ультразвуковой (частота колебаний 20 кГц) точечной, прессовой и шовной сварки некоторых пластмасс.
Ультразвуком успешно свариваются разнородные пластмассы. Результаты испытаний показывают, что прочность стыковых образцов из СНП толщиной 2,2 мм практически равна прочности основного материала. При сварке вдоль волокон прочность, близкая прочности основного материала, достигается почти в три раза быстрее, чем при сварке поперек волокон.
Максимальная прочность (150-160 кГ/см2) на отрыв крестового соединения винипласта внахлестку толщиной 6,3 + 6,3 мм достигается при сварке в течение 1-1,5 сек. При этом вмятины на свариваемых поверхностях отсутствуют, наблюдается лишь незначительная деформация (до 8%) из-за размягчения и выдавливания пластмассы на соединяемых поверхностях. Прочность сварного соединения достаточно велика и образцы при испытании обычно разрушаются по околошовной зоне.
Особенности ультразвуковой сварки следующие.
1. Для сварки не нужно второго электрода, так как процесс осуществляется односторонним способом. Таким образом, вторая деталь может быть неограниченной толщины и доступ к ней не обязателен.
2. Ультразвуковую энергию можно вводить на значительном расстоянии от места соединения. Это позволяет сваривать относительно большие толщины и осуществлять сварку в труднодоступных местах.
3. Максимальный разогрев происходит на свариваемых поверхностях, поэтому пластмасса по толщине или по длине привариваемого стержня не перегревается.
4. Концентрация нагрева на свариваемых поверхностях обеспечивает высокую производительность процесса.
5. При правильно выбранном режиме поверхности, к которым подведен ультразвук, не перегреваются.
6. Не создается радиопомех.
7. К свариваемым выступам не подводится напряжение.
8. Ультразвуком сваривают значительное число термопластичных пластмасс и большие толщины, чем, например, токами высокой частоты.
9. Процесс легко автоматизируется.
Сейчас накоплен довольно значительный опыт по сварке пластмасс ультразвуком, широкое внедрение которого обеспечит ускорение технического прогресса.