Вибрационная сварка (сварка трением) - это процесс расплавления стыкуемых поверхностей, который осуществляется в процессе их трения друг о друга или о специальный элемент.

Находящаяся в зажимном устройстве деталь вращается, в то время как сопряженная деталь удерживается зажимом, на который оказывается давление. Через поворотный упорный центр прилагается усилие. На начальном этапе стыкуемые поверхности притираются до тех пор, пока не будут плотно прилегать друг к другу. В этот момент тепловыделение значительно возрастает, что становится причиной полного оплавления поверхностей. По расплаву материала, выступающему по периметру, можно распознать момент прекращения трения. С зажима снимается давление, обе детали вращаются вместе, и прилагается усилие сваривания. Сварка трением по такому принципу может быть выполнена на любом токарном станке.

Принцип создания теплоты трением дал толчок к развитию технологии — появилась вибрационная сварка трением, кратко называемая вибрационной сваркой. Теплоту можно получить двумя способами:

• Поступательные вибрации: линейная вибрационная сварка, частоты от 100 до 300 Гц;

• вращателыю-колебательная вибрация: угловая вибрационная сварка (орбитальная сварка), частоты от 190 до 230 Гц. Вибрационная сварка приобрела большое значение для серийной сварки изделий. Существуют автоматизированные сварочные машины, в которых все важные сварочные параметры, например, усилие, частота колебаний, амплитуда колебаний и время сварки, могут управляться и регулироваться.

Ряд полимеров обладает ярко выраженной электрической полярностью. Такие полярные полимеры можно заставить вибрировать в переменном электрическом поле, например, в высокочастотном генераторе. Молекулярные колебания становятся причиной возникновения внутреннего трения и выделения тепла. При правильном выборе частоты и амплитуды электрического поля нагрев может быть увеличен до такой степени, что полимер переводится в состояние расплава, — это принцип высокочастотной сварки (ВЧ-сварка).

Ориентировочные значения для оценки свариваемости методом высокочастотной сварки:

• полимеры с tgδ до 0,1 — очень хорошо свариваемы;

• полимеры с tgδ до 0,01 — свариваемы;

• полимеры с tgδ ниже 0,01 — не свариваемы. Отсюда следует, что такие качественные с электрической точки зрения материалы, как ПС, ПЭ и ПП не подлежат сварке данным методом.

Лит.: "Переработка пластмасс" ред. А.Д. Паниматченко, изд. Профессия, Спб 2005