автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Управление режимом высокочастотной сварки изделий из пластмасс сложной формы

УПРАВЛЕНИЕ РЕЖИМОМ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПЛАСТМАСС СЛОЖНОЙ ФОРМЫ

4850323

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 6 июн 2011

4850323

УПРАВЛЕНИЕ РЕЖИМОМ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПЛАСТМАСС СЛОЖНОЙ ФОРМЫ

05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Работа выполнена в ОАО «Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический аккумуляторный институт «Источник» Федерального космического агентства (г.Санкт-Петербург)

Научный руководитель: доктор технических наук, доцент

МАРКОВ Андрей Викторович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор кандидат технических наук

РУСИНОВ Леон Абрамович ГРАЧЕВ Сергей Юльевич

Ведущая организация:

ФГУП «Российский научный центр «Прикладная химия» (г. Санкт-Петербург)

Защита диссертации состоится 3 0 июня 2011 года в 13 час в ауд.61 на заседании совета Д212.23 0.03 по защите докторских и кандидатских диссертаций при государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)» по адресу: 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26, ауд. 61.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзывы на автореферат, заверенные печатью, направлять по адресу: 190013, Санкт-Петербург, Московский пр., 26, СПбГЩТУ), Ученый совет: тел. (812)494-93-75, факс. (812)712-77-91, E-mail: dissovet@iti-gti.ru

Автореферат разослан мая 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, д. т. н., профессор

Халимон В.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Высокочастотная (ВЧ) сварка термопластов хорошо зарекомендовала себя в промышленной практике. Основными преимуществами метода являются быстрый и локальный (в зоне свариваемого шва) нагрев соединяемых поверхностей без проплавления всего объема материала. При этом качество сварных соединений (прочность, герметичность), как правило, превышает качество соединений при других методах сварки. Однако технология ВЧ-сварки пластмасс разработана в основном для соединения деталей в изделиях простой формы.

Между тем в производственной практике весьма распространены изделия из пластмасс сложной пространственной формы, в которых сварке подлежат не только внешние (доступные для приложения электрического поля), но одновременно и внутренние поверхности соединяемых деталей. Реализация высокочастотной, равно как и других методов сварки, в подобных случаях встречает большие затруднения как в части создания технологической оснастки для организации единовременного сварочного цикла, так и в отношении управления режимом процесса.

При сварке пластмасс методом высокочастотного нагрева измерение температуры в сварном соединении технически невозможно. По этой причине временную продолжительность цикла сварки - время достижения в сварном шве температуры текучести термопласта находят расчетным путем, что корректно только при строгом учете изменяющихся во времени параметров процесса и свойств материала - удельной мощности, теплоемкости и теплопроводности термопласта.

Однако качество сварки определяется не только прочностью полученных соединений. Необходимо, чтобы процесс сварки не сопровождался искажением формы соединяемых деталей. Для достижения такого результата требуется тщательный и весьма трудоемкий подбор режимных параметров процесса.

До настоящего времени наиболее рациональные (в отношении качества готовой продукции) режимы ВЧ-сварки пластмасс определяют индивидуально для каждой конкретной конструкции технологической оснастки. Между тем рациональные режимы ВЧ-сварки могут быть найдены на основе теоретического анализа поля температур в толще термопласта, т. е. путем определения эффективной глубины прогрева околошовной зоны, обеспечивающей заданное качество сварки.

Решение этой задачи является первым этапом успешного решения основной задачи настоящей работы - управления режимом ВЧ-сварки деталей из пластмасс в изделии сложной формы, специфика которой заключается в возможности реализации единовременного сварочного цикла, то есть в обеспечении равенства времен сварки в каждом из двух соединений - внешнем и внутреннем.

Цель работы. Разработка способа управления и разработка

автоматизированной системы управления процессом высокочастотной сварки изделий из пластмасс сложной формы.

Защищаемые положения:

- впервые предложенный способ управления процессом ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы, реализующий режим высокочастотного нагрева во внутреннем соединении за счет наведенной ЭДС и предусматривающий автономное регулирование в нем напряженности электрического поля;

- математическая модель сварки пластмасс в высокочастотном электрическом поле, описывающая сварку как нестационарный процесс распространения тепла в многослойной несимметричной системе высокопотенциальный электрод -изоляционный вкладыш - термопласт - заземленный электрод и учитывающая зависимости фактора диэлектрических потерь и теплоемкости термопласта от температуры;

- методика оценки качества сварного соединения в процессе ВЧ-сварки пластмасс по глубине прогрева околошовной зоны, определяемой расчетным путем с учетом конструктивных особенностей технологической оснастки;

- алгоритм и структура АСУ процессом высокочастотной сварки изделий из пластмасс сложной формы, содержащих внешнее и внутреннее сварные соединения с различными по конфигурации электрического поля рабочими конденсаторами. .

Научная новизна. Разработана математическая модель сварки пластмасс в высокочастотном электрическом поле, описывающая сварку как нестационарный процесс распространения тепла в многослойной системе высокопотенциальный электрод - изоляционный вкладыш - термопласт -заземленный электрод и учитывающая зависимости фактора диэлектрических потерь и теплоемкости термопласта от температуры.

Разработана методика оценки качества сварного соединения в процессе ВЧ-сварки пластмасс по глубине прогрева околошовной зоны, определяемой расчетным путем с учетом конструктивных особенностей технологической оснастки. На примерах соединения деталей из поливинилхлорида и полиамида показано, что при ВЧ-сварке в технологической оснастке с одним изолированным электродом (несимметричная тепловая задача) значения глубины прогрева околошовной зоны, обеспечивающие заданное качество сварки, находятся в пределах (0,3-0,55) от толщины деталей.

Впервые предложен способ управления процессом ВЧ-сварки деталей из пластмасс сложной формы, обеспечивающий равенство времен сварки в отдельных, отличных друг от друга по распределению электрического поля соединениях. Способ реализует режим высокочастотного нагрева во внутреннем соединении за счет наведенной. ЭДС и предусматривает подстройку общей удельной мощности путем автономного регулирования напряженности электрического поля во внутреннем соединении, что позволяет за один цикл осуществить сварку одновременно двух соединений.

Разработаны алгоритм и структура АСУ процессом ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы. Система осуществляет регулирование общей

удельной мощности по закону изменения удельной мощности в первом соединении и тем самым реализует режим равенства времен сварки в соединениях.

Практическая ценность. Разработана конструкция технологической оснастки для ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы, содержащая устройство для автономного регулирования напряженности электрического поля во внутреннем сварном соединении.

Разработана методика автоматизированной настройки ВЧ-установки с технологической оснасткой для сварки изделий из пластмасс сложной формы в режим равенства времен сварки в отдельных соединениях. Методика предусматривает определение напряжения на втором рабочем конденсаторе (во внутреннем сварном соединении) в режиме реального времени.

Предложенный способ ВЧ-сварки деталей из пластмасс в изделии сложной формы и способ управления режимом процесса защищены патентом РФ на изобретение и внедрены в промышленное производство аккумуляторных батарей.

Апробация работы. Отдельные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на 22 и 23 Международных конференциях «Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-22, ММТТ-23)» -Псков: Псков, гос. политехи, ин-т, 2009; Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе получен патент РФ на изобретение.

Реализация результатов. Разработаны и внедрены в производство способ и оборудование (технологическая оснастка) для ВЧ-сварки аккумуляторных батарей 2КМ30Р (ОАО «НИАИ «Источник», г. СПб).

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 112 е., состоит из четырех глав, содержит 19 рис., 16 табл., список литературы насчитывает 74 наименования.

В первой главе дан критический анализ состояния вопроса в области технологии ВЧ-сварки пластмасс, методов контроля и управления режимом процесса. Отмечается, что технология ВЧ-сварки разработана в основном для соединения деталей простой формы. Известные математические модели, не позволяют определить оптимальные или наиболее рациональные в отношении качества готовой продукции режимные параметры процесса. К таковым относятся параметры режима (напряженность электрического поля или напряжение на рабочем конденсаторе, время сварки), при которых обеспечивается высокая механическая прочность сварного соединения без искажения формы соединяемых деталей. Этим условиям должна отвечать вполне определенная глубина прогрева околошовной зоны. Однако влияние глубины прогрева околошовной зоны на качество сварки до настоящего времени не исследовано. Очевидно, что эффективная глубина прогрева околошовной зоны зависит от конструкции и материалов исполнения технологической оснастки. Подобрать экспериментально наиболее рациональные режимные параметры процесса удается лишь в простейших

случаях (например, при ВЧ-сварке пленочных материалов, когда искажение формы соединяемых деталей не имеет принципиального значения).

При изготовлении изделий из пластмасс сложной формы требуется получить за один цикл два соединения и в том числе обеспечить соединение поверхностей, к которым электрическое поле не может быть непосредственно подведено. Сварка таких деталей требует разработки специальной (нетиповой) конструкции технологической оснастки, которая должна содержать в своем составе устройство для независимого регулирования режима ВЧ-нагрева в одном из соединений. Соответственно возникает задача управления режимами сварки одновременно в двух соединениях. Если наиболее рациональный (эффективный) режим сварки в одном из соединений предварительно найден, то для синхронизации режимов ВЧ-нагрева одновременно в двух соединениях требуется обеспечить равенство удельных мощностей в объемах, занимаемых термопластом в каждом из соединений. Решение этой задачи осложняется тем, что рабочие конденсаторы для ВЧ-сварки пластмасс часто представляют собой системы с неоднородным распределением электрического поля.

На основании проведенного литературного обзора основные задачи диссертации сформулированы следующим образом:

- разработка математической модели высокочастотной сварки пластмасс в технологической оснастке с одним изолированным электродом;

- разработка расчетной методики оценки качества сварного соединения по глубине прогрева околошовной зоны;

- разработка способа управления режимом высокочастотного нагрева при сварке деталей из пластмасс одновременно в двух соединениях;

разработка автоматизированной системы управления процессом высокочастотной сварки изделий из пластмасс сложной формы.

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПЛАСТМАСС СЛОЖНОЙ ФОРМЫ КАК ОБЪЕКТА

УПРАВЛЕНИЯ

На рис. 1 представлен внешний вид деталей для сварки изделия сложной формы. Здесь сварке (за один цикл) подлежат соединения: внешнее - «крышка 1 - корпус 2» ( по периметру) и внутреннее - «крышка 1 - перегородка 3». Перегородкой 3 корпус 2 делится на два отсека, которые должны быть герметично изолированы друг от друга. До настоящего времени соединение «крышка - корпус» получали методом ВЧ-сварки, а соединение «крышка -перегородка» - склеиванием, что не обеспечивало надежной герметизации отсеков и резко снижало производительность оборудования.

На рис.2 показано устройство технологической оснастки для ВЧ-сварки деталей заданной конфигурации одновременно в двух соединениях. Сварка крышки 1 с корпусом 2 производится в электрическом поле внешних электродов, установленных по обе стороны свариваемых деталей, -высокопотенциального 3 и заземленного 4, между которыми заключен вкладыш

5 из термостойкого изоляционного материала. В отсеках корпуса, образованных

перегородкой 6, размещены два внутренних электрода 7, выполненные в виде отрезков тонкостенных труб прямоугольного сечения, плотно прилегающих к стенкам корпуса и перегородки. С наружной стороны корпуса установлен третий внешний электрод 8, соединенный с заземленным электродом 4 через конденсатор переменной емкости Cv. Для концентрации напряженности поля вблизи соединения «перегородка - крышка» электроды 7 выполнены разновысот-ными - высота стенок электродов, прилегающих к перегородке, меньше высоты корпуса приблизительно на его толщину,а противоположные стенки электродов 7 ниже корпуса не менее, чем на пятикратную его толщину. Напряжение Up\ от ВЧ-генератора приложено к электродам 3 и 4, образующим рабочий конденсатор Срь Напряжение [/р2 между внутренними электродами 7 и высокопотенциальным электродом 3, образующими рабочий конденсатор Ср2 , наводится полем электродов 8 и 3. Таким образом конденсаторы Ср2 и Cv оказываются включенными последовательно. Конденсатор Cv выполняет функцию регулирующего органа для сварки второго соединения.

Необходимым условием качественной сварки деталей корпуса и крышки, особенно существенным для термопластов с узким температурным интервалом вязко-текучего состояния (полиамиды), является равенство времен сварки в соединениях - времен достижения в каждом сварном шве температуры текучести термопласта. Для этого достаточно обеспечить равенство удельных мощностей р01 и р02 в объемах V\ и V2, , занимаемых материалом в рабочих конденсаторах Ср\ и Ср2, соответственно.

Удельная мощность внутренних источников тепла, выделяющаяся в материале за счет его диэлектрических потерь, равна

р = 2%f£0e'(T)tgb(T)E2, (1)

где /-частота ЭМ-поля; е0-абсолютная диэлектрическая проницаемость воздуха (вакуума); е', íg83 - относительная диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь материала; Е - средняя напряженность электрического поля в материале.

Электродные системы рабочих конденсаторов Ср j и Ср2 отличны друг от друга по конфигурации; при этом электрическое поле в каждом из них существенно неоднородно (рис.2). Расчет средней напряженности Е представ-

Рисунок 1 - Внешний вид деталей изделия сложной формы (химического источника тока): I - крышка,2 - корпус, 3 - перегородка в корпусе

Рисунок 2 - Технологическая оснастка для ВЧ-сварки деталей изделия сложной формы: 1 - крышка; 2 - корпус; 3 - высокопотенциальный электрод; 4 - низкопотенциальный (заземленный) электрод; 5 - изоляционный вкладыш; б - перегородка; 7 - внутренние электроды; 8 - внешний (вспомогательный) электрод; 9 - сварной шов

ляет большие трудности, в особенности в условиях зависимости диэлектрической проницаемости термопласта от температуры. В связи с этим в диссертаций использован подход, основанный на непосредственном определении мощности по мгновенным электрическим параметрам генератора для ВЧ-нагрева, не требующий знания электрофизических свойств материала. Конструкция сварочной оснастки (рис.2) дает возможность с помощью конденсатора Cv регулировать напряжение UP2 на рабочем конденсаторе Ср2, а, следовательно, и удельную мощность р0г, независимо от приложенного напряжения Upi. Для вывода соотношений, связывающих удельные мощности Pol и р с параметрами цепи, соответственно при ВЧ-сварке отдельно только первого соединения (крышка - корпус) и двух соединений одновременно, а также для формулировки задачи управления режимом сварки включим последовательно с Ср1 еще один конденсатор постоянной емкости Cv\. Тогда полная электрическая схема технологической оснастки будет иметь вид, представленный на рис.3.

Из схемы на рис.3 следует (при tgö < 0,3);

UBCB = t/'pi Ср1 = t/vl C„i; U\C 'B = t/P2 CP2= t/V2 CV2, (2)

причем i/pl = U,+ U'pl+ t/vl = U\+ Up2+ Uv2 .

Емкости рабочих конденсаторов выражаются контролируемые параметры Us\ и Uv2-

pl"~7? ' p2" л ' ^pl p2

(3)

через легко

Удельная мгновенная мощность в первом сварном соединении р0\ определяется в режиме РВ по мгновенным электрическим параметрам генератора:

о!

м=

2r.Fi

1+1 ^

if

Y /„M

42г,Ш2С,Су1£/¥1(Т)

-1

-1

[œCvli/vl(*)]2, (5)

где хсв - реактивное сопротивление элемента связи между контурами двухконтурного генератора; ш - угловая частота: со = 2%f\ г\ - сопротивление активных потерь в первичном (анодном) контуре; у = а.Лхо ,а0 и а. коэффициенты разложения в ряд импульса анодного тока генератора; /ао -постоянная составляющая анодного тока; Сэ - эквивалентная емкость генераторной лампы; т - время.

Рисунок 3 - Электрическая схема технологической оснастки для ВЧ-сварки изделия сложной формы: С„ - емкость изоляционного вкладыша между электродами 3 и 4 (рис.2); СР1-емкость рабочего конденсатора между электродами 3 и 4 для сварки соединения «крышка-корпус» по периметру; СУ| - емкость дополнительного конденсатора; С'„ - емкость изоляционного вкладыша между электродами 7 и 3; Ср2- емкость рабочего конденсатора между электродами 7 и 3 для сварки соединения «крышка-перегородка в корпусе»; Счг - емкость переменного конденсатора

Выражение для общей удельной мгновенной мощности р{т) получается из анализа схемы на рис.3 и имеет вид:

2г1(К1 + К2)

1 +

2 п

У/„(т)

VÎ2^2C3[Cv1Î/v1(T)+CV2Î/V2(T)]

-1

-1

(6)

[Cvli/vl(x)+Cv2[/v2(x)f.

Можно показать, что для обеспечения требуемого равенства р0\ = р0г

9

достаточно добиться равенствар = р0\ при условии t/pi = const. (Здесь р — общая удельная мощность при сварке одновременно в двух соединениях). Уравнение (6) показывает способ управления общей удельной мощностью р - путем изменения емкости Cvъ

3 МЕТОД ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПО ГЛУБИНЕ ПРОГРЕВА ОКОЛОШОВНОЙ ЗОНЫ

Технологическая оснастка для ВЧ-сварки по периметру деталей изделия сложной формы (рабочий конденсатор Cpi) может быть представлена как многослойная пластина «металл (высокопотенциальный электрод) - изолятор (вкладыш) - свариваемый термопласт - металл (заземленный электрод)» -рис.2. Распределение температуры в каждом из контактирующих друг с другом слоев описывается уравнением нестационарной теплопроводности с внутренними источниками тепла:

§L = £Il+ рМ i= 12 4 (7)

с начальным условием

T}J=0 = T„, 0£х<х4 . (8)

Здесь Г, Т„ - соответственно локальная и начальная температура; х-текущая толщина слоя; - координата границы слоя; X, ср, р -соответственно коэффициент теплопроводности, удельная теплоемкость и плотность материала слоя; i - номер слоя: 1 - металл, 2 - изолятор, 3 - свариваемый термопласт, 4-металл.

На внешних границах электродов теплообмен с окружающей средой пренебрежимо мал:

El\ -о д1±

дх ' дх I**

=0=0, —=0. (9)

На границах слоев температуры и тепловые потоки равны (граничные условия четвертого рода):

Т, = Тм при х~ ъ (¡=1,2,3) (10)

^ = ПРИ * = *< V = 1> 2> 0

дх дх

Удельная мощность ру отлична от нуля только для термопласта:

р\ ~Ръ ~Ра = (12)

Рг =Ро 1 • (13)

Удельная мгновенная мощность р01(т) определяется расчетно-экспериментальным путем по уравнению (5) через текущие, измеряемые в цикле сварки, значения параметров 1Ю и ич\. Задачей расчета процесса является определение временной продолжительности сварки тсв- времени достижения в сварном шве температуры текучести термопласта: Г3 *=1 =Гтек при различных

(наперед заданных) значениях напряжения £/р 1.

Однако, качество получаемых сварных соединений оказывается неравноценным в различных режимах. В идеале сварку требуется выполнить таким образом, чтобы получить механически прочные соединения (близкие по прочности к целому материалу) без искажения формы соединяемых деталей. Очевидно, что добиться подобного результата можно лишь при определенных глубинах прогрева околошовной зоны, величину которых необходимо найти.

Введем дополнительное условие:

г>и-гР' (14)

где - координата сварного шва; Гр - температура размягчения термопласта; у - расстояние от сварного шва; (х5 ± у) — глубина прогрева околошовной зоны.

Результаты численного решения уравнения (7) с условиями (8) - (14) при переменных значениях у для случаев сварки деталей из полиамида и поливинилхлорида (ПВХ) фиксированной толщины / представлены в табл.1 -4.

Детали изделия - крышку и корпус - подвергали сварке в режимах, найденных на основании расчета. Качество соединений оценивалось испытаниями на растяжение и путем инструментального контроля плоскостности готовых изделий.

Можно видеть, что глубина прогрева околошовной зоны, обеспечивающая высокие показатели качества сварки, оказывается различной для полиамида и поливинилхлорида. В первом случае (табл. 1, табл.2) заданный температурный градиент (25°) достигается при довольно существенной глубине прогрева (превышающей половину толщины детали), которая лишь немного уменьшается при применении вкладыша из ультрафарфора ( табл. 2) -диэлектрика с высокой теплопроводностью.

Таблица 1 - Определение качества сварного соединения по глубине прогрева околошовной зоны в различных режимах ВЧ-сварки деталей из полиамида-610 (1 = 2 мм): /=27,12 МГц, сварочное давление Р = 0,4 МПа, Г„ = 20°С, = 225°С, Гр = 200°С, материал электродов - латунь: = 1ц = б мм, изоляционный вкладыш из микалекса: й2 = 2,5 мм, Хг - 0,25 Вт/м-К, е'2 = 7

Прочность Наруше-

№ режима ир,ъ Тсв» С у, мм на растяжение, % к целому материалу ние плоскостности Примечание

1. 1350 10,3 0,5/ 75-80 нет режимы 1,2 не

2. 1350 10,3 0,55/ 90-95 нет достигаются:

3. 4. 1620 2075 7,0 4,2 0,6/ 0,65/ 90-95 90-95 нет да 1. Тз\х,-у =208°С, 2. Тз\*,-У =204°С

Таблица 2 - Определение качества сварного соединения по глубине прогрева околошовной зоны в различных режимах ВЧ-сварки деталей из полиамида-610 (1-2 мм): /= 27,12 МГц, сварочное давление f = 0,4 МПа, т„ = 20°С, = 225°С, Гр = 200°С, материал электродов -латунь: h\ = Ы = 6 мм, изоляционный вкладыш из ультрафарфора: hi = 2,5 мм, Х2 = 3,5 Вт/м-К, е'2 = 7,5

Прочность на растяжение, % к целому материалу Наруше-

№ режима t/p, В Гсв» С у, мм ние плоскостности Примечание

1. 770 42,0 0,4/ 60-65 нет режим 1 не

2. 905 26,5 0,45/ 90 нет достигается:

3. 4. 1450 1850 8,8 5,3 0,5/ 0,55/ 90 90-95 нет нет Tz\x,-y =205°С

5. 2180 3,8 0,6/ 90-95 да

Таблица 3 - Определение качества сварного соединения по глубине прогрева околошовной зоны в различных режимах ВЧ-сварки деталей из поливинилхлорида (/ = 2 мм): /= 27,12 МГц, сварочное давление /"=0,4 МПа, ти = 20°С, Гта = 185°С, Гр = 170°С, материал электродов-латунь: = Ы = б мм, изоляционный вкладыш из микалекса: кг = 2,5 мм, хг = 0,25 Вт/м-К, е'2 = 7

№ режима Ь„ В Тсв, С у, мм Прочность на растяжение, % к целому материалу Нарушение плоскостности

1. 2570 5,9 0,3/ 80-90 нет

2. 3660 3,0 0,4/ 85-90 нет

3. 4520 1,9 0,5/ 90-95 нет

4. 5685 1,22 0,6/ 90-95 да

Таблица 4 - Определение качества сварного соединения по глубине прогрева околошовной зоны в различных режимах ВЧ-сварки деталей из поливинилхлорида {1 = 2 мм): /= 27,12 МГц, сварочное давление 0,4 МПа, Г„ = 20°С, Гтск = 185°С, Гр = 170°С, материал электродов - латунь:й| = Й4 = 6 мм, изоляционный вкладыш из ультрафарфора: = 2,5 мм, Хг = 3,5 Вт/м-К, е'2 = 7,5

№ режима Тсв, С у, мм Прочность на растяжение, % к целому материалу Нарушение плоскостности

1. 2810 3,82 0,3/ 80-90 нет

2. 3530 2,44 0,4/ 85-90 нет

3. 4320 1,65 0,5/ 90-95 нет

4. 5420 1,1 0,6/ 90-95 да

Во втором случае (ПВХ) заданный температурный градиент не столь велик (15°), и качественная сварка может быть реализована даже при использовании вкладыша с низкой теплопроводностью - табл.3. При сварке ПВХ с вкладышем из ультрафарфора зона рациональных режимов кажется значительной (табл.4, режимы 1-3). Однако, уже при у > 0,41 время сварки оказывается очень малым. Это обусловлено высокой напряженностью электрического поля в материале, что делает работу сварочной установки неустойчивой из-за опасности пробоя воздушной прослойки между неизолированным электродом и деталью. 12

Наиболее рациональными для ВЧ-сварки термопластов следует считать режимные параметры процесса, обеспечивающие сравнительно самую узкую зону прогрева. Этому условию отвечают: в случае сварки поливинилхлорида - режимы 1 и 2 (табл. 3, табл. 4), для которых у = (0,3-0,4)/; в случае сварки полиамида - режимы 2-4 (табл.2), для которых ^=(0,45-0,55)/. При использовании в технологической оснастке вкладыша из микалекса -диэлектрика со сравнительно низкой теплопроводностью - качественная сварка полиамида оказывается возможной лишь в узком диапазоне значений С/р (табл. 1, режимы 2 и 3), при котором глубина прогрева у = 0,55/ и у = 0,6/. При этом в первом случае условие (14) выполняется лишь приблизительно.

На рис.4 в качестве примера построена кривая температурного распределения в полиамиде для режима сварки, обеспечивающего наименьшую глубину прогрева околошовной зоны в заданной конструкции технологической оснастки (условно, "оптимальный" режим сварки).

Т,° С

240-220 --200 --180 -160 - • 140" 120 •• 100" 80-60-40-20-0-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1->•

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 «»«м

Рисунок 4 - Распределение температуры в процессе ВЧ-сварки деталей из полиамида-610 в технологической оснастке с одним изолированным электродом. Режим наименьшей глубины прогрева околошовной зоны: (у = 0,61). Материал электродов - латунь, материал изоляционного вкладыша - микалекс: 7'„ = 20°С; Т„к = 225°С; 1 = 2 мм; = й4 = 6 мм; й2 = 2,5мм; 0,4 МПа; /=27,12 МГц; [/р=1350В, т=10,3с

4 РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПЛАСТМАСС СЛОЖНОЙ ФОРМЫ

При серийном производстве изделия сложной формы объем У\ термопласта в первом соединении (крышка - корпус) остается неизменным, так как задается конструктивными размерами технологической оснастки - рис.2. Объем Уг термопласта во втором соединении (крышка - перегородка в корпусе) может изменяться от изделия к изделию, поскольку электроды 7 при каждой

очередной сварке приходится размещать внутри отсеков корпуса. Учитывая возможное изменение объема У2, вследствие неточности установки межэлектродного расстояния, режимом ВЧ-нагрева необходимо управлять непосредственно в цикле сварки. Кроме того, из-за зависимости диэлектрической проницаемости термопласта от температуры в течение цикла сварки изменяется средняя напряженность электрического поля в материале. Поскольку электродные системы рабочих конденсаторов отличны друг от друга по конфигурации, то различными являются и законы изменения удельной мощности в соединениях р0|(т) и р02(т). Таким образом управление удельной мгновенной мощностью при сварке деталей изделия одновременно в двух соединениях необходимо осуществлять и после компенсации начального возмущения по объему Уг, т.е. на протяжении всего сварочного цикла. Рассмотрим способ управления режимом сварки в изделии из пластмасс сложной формы, обеспечивающий равенство времен сварки в соединениях в условиях параметрических возмущений по объему У2 и по средней напряженности электрического поля Е2.

Из анализа электрической схемы на рис.3 можно получить выражения для контроля (измерения) в цикле сварки мгновенных значений емкостей рабочих конденсаторов Ср] и Срг по мгновенным значениям напряжений £/уЬ 1/у2, С/рЬ

Г/ с с'

Емкость дополнительного конденсатора Сч\ выбирается из условия обеспечения заданного режима сварки в первом соединении. Емкости Св и С'в изоляционного вкладыша соответственно между электродами Зи4 и7иЗв цикле сварки остаются постоянными. Их значения можно вычислить заранее. Номинальное

значение емкости С\2 находится путем предварительной настройки режима сварки. Начальное значение Ср2 может изменяться от цикла к циклу из-за неточности установки межэлектродного расстояния, т.е., в отличие от Срь величина Ср2 зависит от объема Уг термопласта в рабочем конденсаторе. С другой стороны, требуемое режимом ВЧ-нагрева - режимом, обеспечивающим равенство времен сварки в соединениях, мгновенное значение емкости Ср2 может быть вычислено по его конструктивным параметрам. Наиболее близким к СР2 является система электродов «тонкое ребро против плоскости», емкость которой без материала Сро2 вычисляется по известной формуле:

Сро2 -

4 4

е0е'в-/и1п—/0 при 0</и<0,3 ,

п т (17)

2е0е'в(2,035-\,А5т% при 0,3 <,т< 0,9,

где

т = -

г -1 2 / \

1 + к + Е*.

) 1<*г)

Г А ^

¿г1

-+Л +

Здесь е'а - относительная диэлектрическая проницаемость воздуха (в'в=1); 2а-1 - ширина высокопотенциального электрода; ¿2 -высота внутреннего электрода; - межэлектродное расстояние; 10 - периметр высокопотенциального электрода (длина перегородки).

Емкость второго рабочего конденсатора с материалом Ср2 находится из соотношения, учитывающего степень заполнения конденсатора:

где к„=-.

общ

-=1-

Ср2 = Сро2 [К е' + (1-Ау) е'0],

К

(18)

К

У2- объем термопласта; Ув - объем воздуха;

общ

Уоат ~ общий (суммарный) объем.

В уравнении (18) объемы У2 и У0бЩ неизвестны. Однако отличие друг от друга емкостей Ср2 в различных изделиях, устанавливаемых в сварочную оснастку, обусловлено только различием межэлектродного расстояния с12. Тогда параметр кч в формуле (18) не должен зависеть от ¿2. Приравнивая (16) и (18), можно вычислить емкость Сро2. Далее по формуле (17) определяются т и с1г. Искомое значение объема вычисляется следующим образом:

^2 = 2^0

(19)

где 2й2 - толщина перегородки в корпусе.

При известном (найденном по рассмотренной процедуре) значении объема У2 задача управления процессом ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы сводится к программному управлению удельной мощностью р{т) по закону изменения удельной мощности в первом соединении р0\(т). Согласно уравнению (6) воздействовать на мощность р(х) можно путем изменения емкости дополнительного конденсатора Су2.

Уравнение объекта (ВЧ-генератора с технологической оснасткой) записано следующим образом:

Ар = к06АС,2,

(20)

где Ар=р-р0\, ДСУ2 = Су2- С„2 - отклонения переменных от их значений р01 и в номинальном режиме; к0б - коэффициент передачи объекта, зависящий от объемов У\ и У2.

Аналитическая зависимость для ко5 получена в виде:

<7Су2 У\ + V 2

-1-1

\2

Структурная схема АСУ представлена на рис.5. На этой схеме обозначено: блок 1 - расчетное устройство для вычисления емкости рабочего конденсатора Ср2 по (16) с использованием текущей информации, поступающей из объекта, и для вычисления объема У2 в результате приравнивания (16) и (18); блок 2 - расчетное устройство для формирования сигнала р(х) по уравнению (6) и для вычисления коэффициентов передачи к0б и кр.

Время сварки тсв, рассчитанное заранее из условия достижения оптимальных показателей сварки, задается в качестве уставки в программный регулятор мощности.

Работой установки управляет микроконтроллер.

При пуске АСУ происходит автоматическая установка значения Су2 на конденсаторе С^, автоматически включается режим «НАГРЕВ» ВЧ-генератора, запускается расчет объема У2 блоком 1. Алгоритм предусматривает последовательное выполнение расчетных операций. Сначала блок 1 по поступающим информационным сигналам ир\(х) и С/угСО рассчитывает емкость Ср2 по формуле (16). По окончании этого расчета происходит вычисление параметров Сро2, т и с1г по формулам (18) и (17). В результате блок 1 определяет по формуле (19) действительное значение объема У2. По сигналу «Конец расчета У2» значение У2 поступает в блок 2; блок 1 отключается, блок 2 начинает свою работу: запускаются операции расчетар(х), ка6 и кр.

Блок 2 определяет по выражению (21) уточненное (с учетом найденного У2) значение коэффициента передачи объекта к0б, а также коэффициент передачи регулятора кр\

Здесь к\ и ^-соответственно коэффициент передачи электронного исполнительного механизма (ИМ) и коэффициент передачи регулируемого источника постоянного напряжения (ИН):

(22)

ОПЕРАТОР

Ввод исходных данных

« Сбр о с давления»

Загрузка я выгрузка

Подача давления на пресс

Пуск АСУ

со, Г и Ха> УиС»Счи Со ? ъ *Ь кЪ

£0} £ в? С 20? /О, О в?

<ДускРБ»

ОБЪЕКТ

ВЧ-генератор с прессом н технологическим устройством

к

4

Выпрямитель

6ч-1(г)

опСО

Ло(1)

«Расчет Кг»

РВ

С„,+ДСТ2

им

СЛ^+ЛЕ/о

ин

■ЕупрО^АЕу]

МИКРОПРОЦЕССОРНЫЙ КОНТРОЛЛЕР

Расчет р(т), ¿об,

РЮ

Ар

«Конец расчета А'рч

Расчет Гг

Уг

«Расчет^ и р(т)»

Еутпрй

Сумматор «

АЕуяр

«Конец расчета Кг»

Регулятор мощности

ч :

Р01(т)

Рисунок 5 - Структурная схема АСУ процессом

ВЧ-сварки шделий из пластмасс сложной формы

к к к " Ар ' ' А£уПр ' 2 Д£/ш '

По сигналу «Конец расчета кр » значение к? поступает в программный регулятор мощности, происходит включение регулятора и отключение канала блока 2, ответственного за расчет кр. Коэффициент кр , так же как и объем -величины, определяемые однократно. Одновременно блок 2 на основе поступающих из объекта мгновенных параметров C/pi(t), Uw\{x), /ао(т) формирует по уравнению (6) информационный сигнал р{т). Далее сигнал р(т) поступает на вход регулятора мощности, где происходит его сравнение с программным заданием p0i(x). Сигнал рассогласования в виде напряжения постоянного тока АЕУ пр после суммирования со значением Еупр 0, соответствующим номинальному значению емкости Cv2, подается на вход блока ИН. Блок ИН вырабатывает напряжение смещения UCM, необходимое для управления работой электронного исполнительного механизма (ИМ). В качестве исполнительного механизма применена реактивная лампа (пентод). Регулятор компенсирует отклонение удельной мощности р(т) от программного задания рыМ на протяжении всего цикла сварки путем автоматического изменения емкости реактивной лампы на величину ACv2. По истечении заданного времени сварки тсв по сигналу от регулятора мощности происходит автоматическое отключение режима «НАГРЕВ» ВЧ-генератора и автоматически запускается реле времени (РВ) на время выдержки твид готового изделия под прессом для охлаждения. По истечении времени твыд по сигналу от РВ давление с прижимной плиты снимается, и оператор извлекает из пресса технологическую оснастку с готовым изделием.

Автоматическая подстройка общей удельной мощности осуществляется только за счет изменения удельной мощности во втором сварном соединении, так как регулирующее воздействие ACV2 является автономным и на мощность р0\ не влияет.

При оценке эффективности от применения АСУ исходили из того, что рассмотренная в настоящей работе технология является новой. До настоящего времени сварка внутренних поверхностей деталей из пластмасс считалась неосуществимой технической задачей - соединение «крышка - перегородка» получали методом склеивания. Сравнительные показатели технологических процессов соединения деталей в изделии сложной формы приведены в табл.5.

Новая технология, реализуемая с применением АСУ, позволяет за один кратковременный цикл осуществить надежное соединение деталей. Кроме многократного сокращения продолжительности процесса, при замене операции склеивания на ВЧ-сварку существенно уменьшается брак готовой продукции, обусловленный негерметичностью клеевого соединения «крышка -перегородка». Экономический эффект от внедрения в производство нового автоматизированного технологического процесса ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы, рассчитанный только исходя из уменьшения брака готовой продукции, составил 430300 руб/год.

Таблица 5 - Сравнительные показатели технологических процессов соединения деталей в изделии сложной формы из полиамида-610 (аккумуляторная батарея 2КМ30Р)

Параметр (показатель) «Старая» технология Новая технология при использовании АСУ

Частота ЭМ-поля, МГц 27,12 27,12

Напряжение Ср1, В 1200 1200

Время сварки соединения «крышка-корпус», с 15 + 20 15 + 20

Время склеивания соединения «крышка-перегородка», ч 5,5 —

Время сварки соединения «крышка-перегородка», с — 15 + 20

Общее время формирования соединений «крышка-корпус» и «крышка-перегородка» 5,5 ч 45 + 50 с

Брак продукции (негерметичность соединения «крышка-перегородка»), % 20 + 25 2 + 3

ВЫВОДЫ

Общим результатом работы является комплексное решение задачи управления процессом высокочастотной сварки изделий из пластмасс сложной формы, включающее математическое моделирование и методику оценки качества сварки, а также разработку автоматизированной системы управления, обеспечивающей равенство времен сварки отдельных соединений.

1. Впервые предложен способ управления процессом ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы, содержащих два сварных соединения - внешнее и внутреннее. Способ реализует режим высокочастотного нагрева во внутреннем соединении за счет наведенной ЭДС и предусматривает автономное регулирование в нём напряженности электрического поля, что позволяет осуществить сварку деталей одновременно в двух соединениях.

2. Разработана конструкция технологической оснастки для ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы, содержащая устройство для автономного регулирования напряженности электрического поля во внутреннем сварном соединении.

3. Разработана математическая модель сварки пластмасс в высокочастотном электрическом поле, описывающая сварку как нестационарный процесс распространения тепла в несимметричной многослойной системе высокопотенциальный электрод - изоляционный вкладыш - термопласт -заземленный электрод и учитывающая зависимости фактора диэлектрических потерь и теплоемкости термопласта от температуры.

4. Разработана расчетная методика оценки качества сварного соединения в процессе ВЧ-сварки пластмасс по глубине прогрева околошовной зоны. На примерах соединения деталей из поливинилхлорида и полиамида показано, что

при ВЧ-сварке в технологической оснастке с одним изолированным электродом (несимметричная тепловая задача) наиболее рациональными являются режимы процесса, обеспечивающие глубину прогрева околошовной зоны в пределах (0,3-0,55) от толщины детали.

5. Разработаны алгоритм и структура автоматизированной системы управления процессом ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы. Система осуществляет регулирование общей удельной мощности по закону изменения удельной мощности в первом (внешнем) соединении и тем самым реализует режим равенства времен сварки в отдельных соединениях. Показана эффективность способа ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы, реализуемого с помощью предложенной АСУ. Способ обеспечивает значительное снижение брака готовой продукции за счет формирования герметичного внутреннего сварного соединения в изделии сложной формы.

6. Разработанный способ ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы и способ управления режимом процесса защищены патентом РФ на изобретение и внедрены в производство аккумуляторных батарей с экономическим эффектом 430300 руб/год.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах

1. Трофимов, Н. В. Автоматизированная система управления процессом высокочастотной сварки изделий из пластмасс сложной формы / Н. В. Трофимов, Ю. П. Юленец, А. В. Марков // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2009. - № 7. - С.1 - 6.

2. Трофимов, Н. В. Высокочастотная сварка деталей из пластмасс в изделиях сложной формы / Н. В. Трофимов, Ю. П. Юленец, А. В. Марков // Сварочное производство, 2009. -№ 8. - С.28 - 31.

3. Трофимов, Н. В. Математическая модель оптимального режима высокочастотной сварки пластмасс /Н. В. Трофимов, А. В. Марков // Материалы XXII Международ, науч. конф. «Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-22)». - Псков: Псковский гос. политехи, ин-т, 2009. - Т.10. -Секция 11.-С.71-73.

4. Марков, А. В. Оптимизация режима высокочастотной сварки пластмасс по глубине прогрева околошовной зоны / А. В. Марков, Н. В. Трофимов, Ю. П. Юленец // Пластические массы, 2009. - № 12. - С.46 - 48.

5. Марков, A.B. Математическая модель высокочастотной сварки пластмасс в электродной системе с неоднородным электрическим полем [текст]/А.В.Марков, Н.В.Трофимов, Ю.П.Юленец //Математические методы в технике и технологиях-ММТТ-23: сб.трудов XXIII Междунар. науч. конф.: в 12 т. Т.З. Секция 3 /под общ. ред. В.С.Балакириева. - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. -С.15-18.

6. Патент РФ на изобретение № 2396171, МПК В29 С 65/04. Способ высокочастотной сварки деталей из пластмасс и устройство для его осуществления / Ю. П. Юленец, Н. В. Трофимов, А. Г. Самсонов и др. (Россия). -№ 2008150970/12; заявл. 22.12.2008; опубл. 10.08.2010, Бюл. № 22. - 7 с.

Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный технологический институт _(технический университет)»_

190013, Типография издательства СПбГТЩТУ), тел.49-49-365, Санкт-Петербург, Московский пр., 26

Отпечатано с оригинал макета. Формат 60x90 Vi6 Печ.л.1,25. Тираж 80 экз.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ПЛАСТМАСС СЛОЖНОЙ ФОРМЫ КАК

ОБЪЕКТА УПРАВЛЕНИЯ.

2Л Способ и устройство для высокочастотной сварки изделий из пластмасс сложной формы.

2.2 Высокочастотная установка с технологическим устройством для сварки изделий из пластмасс сложной формы как объект управления.

3 МЕТОД ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА СВАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ

ПО ГЛУБИНЕ ПРОГРЕВА ОКОЛОШОВНОЙ ЗОНЫ.

ЗЛ Математическая модель процесса высокочастотной сварки пластмасс в рабочем конденсаторе с одним изолированным электродом.

3.2 Оценка качества сварного соединения по глубине прогрева околошовной зоны.

3.3 Приближенный метод расчета мощности при неполном заполнении материалом рабочего конденсатора.

4 РАЗРАБОТКА АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

ПРОЦЕССОМ ВЫСОКОЧАСТОТНОЙ СВАРКИ ИЗДЕЛИЙ ИЗ

ПЛАСТМАСС СЛОЖНОЙ ФОРМЫ.

4.1 Способ управления режимом высокочастотного нагрева при сварке изделий из пластмасс сложной формьт.

4.2 Разработка автоматизированной системы управления процессом высокочастотной сварки изделий из пластмасс сложной формы.

4.3 Исследование автоматизированной системы управления процессом высокочастотной сварки изделий из пластмасс сложной формы и оценка эффективности от ее применения.

ВЫВОДЫ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

Высокочастотная (ВЧ) сварка термопластов хорошо зарекомендовала себя в промышленной практике. Основными преимуществами метода являются быстрый и локальный (в зоне свариваемого шва) нагрев соединяемых поверхностей без проплавления всего объема материала. При этом качество сварных соединений (прочность, герметичность), как правило, превышает качество соединений при других методах сварки. Однако технология ВЧ-сварки пластмасс разработана в основном для соединения деталей в изделиях простой формы.

Между тем в производственной практике весьма распространены изделия из пластмасс сложной пространственной формы, в которых сварке подлежат не только внешние (доступные для приложения электрического поля), но одновременно и внутренние поверхности соединяемых деталей. Реализация высокочастотной, равно как и других методов сварки, в подобных случаях встречает большие затруднения как в части создания технологической оснастки для организации единовременного сварочного цикла, так и в отношении управления режимом процесса.

При сварке пластмасс методом высокочастотного нагрева измерение температуры в сварном соединении технически невозможно. По этой причине временную продолжительность цикла сварки — время достижения в сварном шве температуры текучести термопласта находят расчетным путем, что корректно только при строгом учете изменяющихся во времени параметров процесса и свойств материала — удельной мощности, теплоемкости и теплопроводности термопласта.

Однако качество сварки определяется не только прочностью полученных соединений. Необходимо, чтобы процесс сварки не сопровождался искажением формы соединяемых деталей. Для достижения такого результата требуется тщательный и весьма трудоемкий подбор режимных параметров процесса.

До настоящего времени наиболее рациональные (в отношении качества готовой продукции) режимы ВЧ-сварки пластмасс определяют индивидуально для каждой конкретной конструкции технологической оснастки. Между тем рациональные режимы ВЧ-сварки могут быть найдены на основе теоретического анализа поля температур в толще термопласта, т. е. путем определения эффективной глубины прогрева околошовной зоны, обеспечивающей заданное качество сварки.

Решение этой задачи является первым этапом успешного решения основной задачи настоящей работы — управления режимом ВЧ-сварки деталей из пластмасс в изделии сложной формы, специфика которой заключается в возможности реализации единовременного сварочного цикла, то есть в обеспечении равенства времен сварки в каждом из двух соединений - внешнем и внутреннем.

Цель работы. Разработка способа управления и разработка автоматизированной системы управления процессом высокочастотной сварки изделий из пластмасс сложной формы.

В первой главе дан критический анализ состояния вопроса в области технологии ВЧ-сварки пластмасс, методов контроля и управления режимом процесса. Отмечается, что технология ВЧ-сварки разработана в основном для соединения деталей простой формы. Известные математические модели не позволяют определить оптимальные или наиболее рациональные в отношении качества готовой продукции режимные параметры процесса. К таковым относятся параметры режима (напряженность электрического поля или напряжение на рабочем конденсаторе, время сварки), при которых обеспечивается высокая механическая прочность сварного соединения без искажения формы соединяемых деталей. Этим условиям должна отвечать вполне определенная глубина прогрева околошовной зоны. Однако влияние глубины прогрева околошовной зоны на качество сварки до настоящего времени исследовано недостаточно. Очевидно, что эффективная глубина 5 прогрева околошовной зоны зависит от конструкции и материалов исполнения технологической оснастки. Подобрать экспериментально наиболее рациональные режимные параметры процесса удается лишь в простейших случаях (например, при ВЧ-сварке пленочных материалов, когда искажение формы соединяемых деталей не имеет принципиального значения).

При изготовлении изделий из пластмасс сложной формы требуется получить за один цикл два соединения и в том числе обеспечить соединение поверхностей, к которым электрическое поле не может быть непосредственно подведено. Сварка таких деталей требует разработки специальной (нетиповой) конструкции технологической оснастки, которая должна содержать в своем составе устройство для независимого регулирования режима ВЧ-нагрева в одном из соединений. Соответственно возникает задача управления режимами сварки одновременно в двух соединениях. Если наиболее рациональный (эффективный) режим сварки в одном из соединений найден, то для синхронизации режимов ВЧ-нагрева одновременно в двух соединениях требуется обеспечить равенство удельных мощностей в объемах, занимаемых термопластом в каждом из соединений. Решение этой задачи осложняется тем, что рабочие конденсаторы для ВЧ-сварки пластмасс часто представляют собой системы с неоднородным распределением электрического поля.

Во второй главе предложены способ и устройство (технологическая оснастка) для высокочастотной сварки деталей в изделиях из пластмасс сложной формы, содержащих два соединения — внешнее и внутреннее.

Отличительной особенностью конструкции технологической оснастки является размещение в корпусе изделия двух внутренних электродов, напряжение на которых образуется за счет наведенной ЭДС. Для автономного регулирования напряженности поля во втором (внутреннем) соединении предусмотрен конденсатор переменной емкости. Новая конструкция технологической оснастки дает возможность с помощью конденсатора переменной емкости регулировать напряжение на втором рабочем конденсаторе, а, следовательно, и 6 удельную мощность, независимо от напряжения на первом рабочем конденсаторе (в первом сварном соединении).

Проведен анализ особенностей. ВЧ-установки с технологической оснасткой для сварки изделий из пластмасс сложной формы как объекта управления. Рассмотрена методика настройки режима ВЧ-нагрева, обеспечивающего равенство времен сварки в каждом из соединений. Поставлена задача управления режимом сварки в изделии из пластмасс сложной формы непосредственно в цикле сварки при промышленной эксплуатации технологической оснастки.

В третьей главе представлены результаты теоретического исследования процесса сварки пластмасс в высокочастотном электрическом поле. Предложенная математическая модель описывает распределение температуры в толще термопласта с учетом конструктивных особенностей технологической оснастки, предназначенной для соединения деталей в изделиях сложной формы (несимметричная тепловая задача). На основе численного решения уравнений математической модели исследовано поле температур в термопласте при различной глубине прогрева околошовной зоны. Разработана и апробирована расчетная методика оценки качества сварного соединения в процессе ВЧ-сварки пластмасс по глубине прогрева околошовной зоны. На примерах соединения деталей из поливинилхлорида и полиамида показано, что при ВЧ-сварке в технологической оснастке с одним изолированным электродом наиболее рациональными являются режимы процесса, обеспечивающие глубину прогрева околошовной зоны в пределах (0,3-0,55) от толщины детали.

В четвертой главе предложена и исследована автоматизированная система управления процессом высокочастотной сварки изделий из пластмасс сложной формы, содержащих внешнее и внутреннее сварные соединения. Система, построенная на базе контроллера, реализует режим автоматического управления общей удельной мощностью при сварке одновременно в двух соединениях по закону изменения удельной мощности в первом (внешнем) соединении. В качестве регулирующего органа технологического устройства применена реактивная лампа — пентод, включенная последовательно со вторым рабочим конденсатором и изменяющая собственную емкость при изменении напряжения смещения на ее управляющей сетке. Работоспособность системы проверена на примере сварки изделия сложной формы из полиамида-610.

Предложенный способ сварки и автоматизированная система управления внедрены в технологическую линию производства химических источников тока - аккумуляторных батарей сложной формы.

Научная новизна. Разработана математическая модель сварки пластмасс в высокочастотном электрическом поле, описывающая сварку как нестационарный процесс распространения тепла в многослойной системе высокопотенциальный электрод — изоляционный вкладыш - термопласт — заземленный электрод и учитывающая зависимости фактора диэлектрических потерь и теплоемкости термопласта от температуры.

Разработана методика оценки качества сварного соединения в процессе ВЧ-сварки пластмасс по глубине прогрева околошовной зоны, определяемой расчетным путем с учетом конструктивных особенностей технологической оснастки. На примерах соединения деталей из поливинилхлорида и полиамида показано, что при ВЧ-сварке в технологической оснастке с одним изолированным электродом (несимметричная тепловая задача) значения глубины прогрева околошовной зоны, обеспечивающие заданное качество сварки, находятся в пределах (0,3-0,55) от толщины деталей.

Впервые предложен способ управления процессом ВЧ-сварки деталей из пластмасс сложной формы, обеспечивающий равенство времен сварки в отдельных, отличных друг от друга по распределению электрического поля соединениях. Способ реализует режим высокочастотного нагрева во внутреннем соединении за счет наведенной ЭДС и предусматривает подстройку общей удельной мощности путем автономного регулирования напряженности электрического поля во внутреннем соединении, что позволяет за один цикл осуществить сварку одновременно двух соединений.

Разработана автоматизированная система управления процессом ВЧ-сварки изделий из пластмасс с внешним и внутренним соединениями. Система осуществляет регулирование общей удельной мощности по закону изменения удельной мощности во внешнем соединении и тем самым реализует режим равенства времен сварки в соединениях.

Практическая ценность. Разработана конструкция технологической оснастки для ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы с двумя сварными соединениями, содержащая устройство для автономного регулирования напряженности электрического поля во внутреннем соединении.

Разработана методика автоматизированной настройки ВЧ-установки с технологической оснасткой для сварки изделий из пластмасс с двумя соединениями в режим равенства времен сварки в отдельных соединениях. Методика предусматривает определение напряжения на втором рабочем конденсаторе (во внутреннем сварном соединении) в режиме реального времени.

Предложенный способ ВЧ-сварки деталей из пластмасс в изделии сложной формы и способ управления режимом процесса защищены патентом РФ на изобретение и внедрены в промышленное производство аккумуляторных батарей.

Положения, выносимые на защиту: впервые предложенный способ управления процессом ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы, реализующий режим высокочастотного нагрева во внутреннем соединении за счет наведенной ЭДС и предусматривающий автономное регулирование в нем напряженности электрического поля;

- математическая модель сварки пластмасс в высокочастотном электрическом поле, описывающая сварку как нестационарный процесс распространения тепла 9 в многослойной несимметричной системе высокопотенциальный электрод — изоляционный вкладыш — термопласт - заземленный электрод и учитывающая зависимости фактора диэлектрических потерь, и теплоемкости термопласта от температуры; методика прогнозирования качества сварного соединения по режимным параметрам процесса ВЧ-сварки пластмасс в системе с несимметричным расположением электродов, основанная на определении эффективной глубины прогрева околошовной зоны; автоматизированная система управления процессом ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы — с внешним и внутренним сварными соединениями, выполняемыми в различных по конфигурации электрического поля рабочих конденсаторах.

Реализация результатов. Разработаны и внедрены в производство оборудование (технологическая оснастка) и система автоматизации для высокочастотной сварки аккумуляторных батарей 2КМ30Р (ОАО «НИАИ «Источник», г. СПб).

Апробация работы. Отдельные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на 22 и 23 Международных конференциях «Математические методы в технике и технологиях (ММТТ-22, ММТТ-23)» -Псков: Псков, гос. политехи, ин-т, 2009; Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. Получен патент на изобретение: «Способ высокочастотной сварки деталей из пластмасс и устройство для его осуществления». (Патент РФ на изобретение №2396171, МПК В29 С 65/04. Способ высокочастотной сварки деталей из пластмасс и устройство для его осуществления / Ю. П. Юленец, Н.В.Трофимов, А. Г. Самсонов и др. (Россия). - №2008150970/12; заявл. 22.12.2008; опубл. 10.08.2010, Бюл. № 22. - 7 с.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 научных работ, в том числе получен патент РФ на изобретение.

выводы

Общим результатом работы является комплексное решение задачи управления процессом высокочастотной сварки изделий из пластмасс сложной формы, включающее математическое моделирование и методику оценки качества сварки, а также разработку автоматизированной системы управления, обеспечивающей равенство времен сварки отдельных соединений.

1. Впервые предложен способ управления процессом ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы, содержащих два сварных соединения — внешнее и внутреннее. Способ реализует режим высокочастотного нагрева во внутреннем соединении за счет наведенной ЭДС и предусматривает автономное регулирование в нём напряженности электрического поля, что позволяет осуществить сварку деталей одновременно в двух соединениях.

2. Разработана конструкция технологической оснастки для ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы, содержащая устройство для автономного регулирования напряженности электрического поля во внутреннем сварном соединении.

3. Разработана математическая модель сварки пластмасс в высокочастотном электрическом поле, описывающая сварку как нестационарный процесс распространения тепла в несимметричной многослойной системе высокопотенциальный электрод — изоляционный вкладыш — термопласт — заземленный электрод и учитывающая зависимости фактора диэлектрических потерь и теплоемкости термопласта от температуры.

4. Разработана расчетная методика оценки качества сварного соединения в процессе ВЧ-сварки пластмасс по глубине прогрева околошовной зоны. На примерах соединения деталей из поливинилхлорида и полиамида показано, что при ВЧ-сварке в технологической оснастке с одним изолированным электродом (несимметричная тепловая задача) наиболее рациональными являются режимы

79 процесса, обеспечивающие глубину прогрева околошовной зоны в пределах (0,3-0,55) от толщины детали.

5. Разработана автоматизированная система управления процессом ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы с двумя сварными соединениями. Система осуществляет регулирование общей удельной мощности по закону изменения удельной мощности во внешнем соединении и тем самым реализует режим равенства времен сварки в отдельных соединениях. Показана эффективность способа ВЧ-сварки изделий из пластмасс сложной формы, реализуемого с помощью предложенной системы автоматизации. Способ обеспечивает значительное снижение брака готовой продукции за счет формирования герметичного внутреннего сварного соединения в изделии сложной формы.

6. Разработанный способ ВЧ-сварки изделий из пластмасс и способ управления режимом процесса защищены патентом РФ на изобретение и внедрены в производство аккумуляторных батарей с экономическим эффектом 430300 руб/год.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ а\, b\, d\, /] — габаритные размеры для расчета емкости первого рабочего конденсатора (для ВЧ-сварки крышки и корпуса по периметру), м; а2, b2, d2, 12 — габаритные размеры для расчета емкости второго рабочего конденсатора (для ВЧ-сварки крышки и перегородки в корпусе), м; ат — коэффициент температуропроводности, м /с;

Ср — емкость рабочего конденсатора, Ф;

Срь СР2 — емкости первого и второго рабочих конденсаторов, заполненных материалом, Ф;

Св, С'в — емкости изоляционного вкладыша, Ф;

С'р2 — емкость части рабочего конденсатора, полностью заполненной материалом, Ф;

С'р2о — емкость части пустого рабочего конденсатора, занятая материалом в процессе сварки, Ф;

С"Р2о — емкость части пустого рабочего конденсатора, которая остается свободной от материала в процессе сварки, Ф;

Cv , Cv2 - емкости переменного конденсатора, Ф;

Cvi — емкость конденсатора постоянной емкости, Ф;

Сэ - эквивалентная емкость генераторной лампы, Ф;

Сдоб - емкость добавочного конденсатора, Ф; ср-удельная теплоемкость, Дж/(кг.К); d,D — межэлектродные расстояния , м; dT - толщина детали, м;

Е - напряженность электрического поля, В/м; £упР — управляющее напряжение, В;

- частота электромагнитного поля, Гц; Г - давление, Па; /?4 — соответственно толщина высокопотенциального и заземленного электродов рабочего конденсатора, м; к2 - толщина изоляционного вкладыша, толщина перегородки в корпусе детали, м;

Из — полутолщина свариваемой детали, м; а0 - постоянная составляющая импульса анодного тока генератора, А; І\,І2~ токи в ветвях, А; і - номер слоя; к\, к2 — коэффициенты передачи звеньев САР, Ф/В; £0б - коэффициент передачи объекта, В /с; кр - коэффициент передачи регулятора, 1/Ф ; ку - отношение объемов Кг/ К0бЩ; / - толщина свариваемой детали, м;

0 - периметр высокопотенциального электрода (длина перегородки), м; т - параметр в формуле (4.8) для расчета емкости конденсатора сложной конструкции;

Ри - мощность в нагрузке, Вт; о р - удельная мощность, общая удельная мощность, Вт/м ; г — реактивное сопротивление (сопротивление потерь), Ом; 5 — площадь, м2;

- крутизна характеристики лампы, А/В; Т— локальная температура, К, °С; ир - действующее значение напряжения на рабочем конденсаторе, В;

СУрі — действующее значение напряжения на первом рабочем конденсаторе (для сварки крышки и корпуса по периметру), В; ив, и'в— действующее значение напряжения на изоляционном вкладыше между соответствующими электродами (см.рис.2.5), В; иу\ — действующее значение напряжения на конденсаторе Су\ (см.рис.2.5), В; ир2 — действующее значение напряжения на конденсаторе Ср2 (см.рис.2.5), В; иу2 — действующее значение напряжения на регулирующем конденсаторе — конденсаторе переменной емкости Су2 (см.рис.2.5), В;

V- объем, м ; х - текущая координата, м;

- координата границы слоя, м; у - расстояние от сварного шва; хч ± у) - глубина прогрева околошовной зоны, м; а0, а і - коэффициенты разложения в ряд импульса анодного тока;

5 - угол диэлектрических потерь, рад;

А - приращение; г' - относительная диэлектрическая проницаемость; є" - фактор диэлектрических потерь; є0 - абсолютная диэлектрическая проницаемость, Ф/м; X, - коэффициент теплопроводности, Вт/(м.К); р — плотность, кг/м3; т — время, с; тс - постоянная времени цепи, с; тсв - время сварки, с; а - точность, %; а) - угловая частота ЭМ-поля, рад/с.

Индексы в - воздух; выд — выдержка; так — максимальное значение; м - микалекс; н - начальное значение;

1,2 - номер слоя, номер конденсатора; " - номинальное значение; о - номинальное значение, пустой рабочий конденсатор; об - объект; общ — общий; ос — обратная связь; пл - плавление; р - регулятор, размягчение; св - сварка; см - смещение; тек — текучесть; упр - управляющее.

1.Тростянская, Е.Б. Сварка пластмасс / Е.Б. Тростянская, Г.В. Комаров,

2. B.А.Шишкин. М.: Машиностроение, 1967. — 251 с.

3. Федорова, И.Г. Высокочастотная сварка пластмасс/ И.Г.Федорова, Ф.В. Безменов. Л.: Машиностроение, 1990. - 80 с.

4. Брицын, Н.Л. Сварка полиамидов при нагреве в электрическом поле высокой частоты / Н.Л. Брицын, Т.А. Шелина, Г.С. Княжевская // Тр. ВНИИ токов высокой частоты им. В.П.Вологдина. Вып. 5. - М.;Л.: Машгиз, 1964.1. C.131-138.

5. Высокочастотный нагрев диэлектриков и полупроводников /A.B.Нетушил, Б.Я. Жуховицкий, В.Н. Кудин, В.П. Парини. М.;Л.: Госэнергоиздат, 1959. -480 с.

6. Княжевская, Г.С. Высокочастотный нагрев диэлектрических материалов / Г.С. Княжевская, Г.С. Фирсова. Л.: Машиностроение, 1980.-71 с.

7. Долгополов, H.H. Электрофизические методы в технологии строительных материалов / Н.Н.Долгополов. М.: Стройиздат, 1971. — 240 с.

8. Установки индукционного нагрева /Под ред.А.Е.Слухоцкого. Л.: Энергоиздат, 1981. - 328 с.

9. Зайцев, К.И. Сварка пластмасс /К.И.Зайцев, Л.Н.Мацюк. М.: Машиностроение, 1978. - 224 с.

10. Сварка полимерных материалов / Под ред.К.И.Зайцева, Л.Н.Мацюк. М.: Машиностроение, 1988. - 312 с.

11. Марков, A.B. Оптимизация процесса сварки термопластов в высокочастотном электрическом поле /А.В.Марков //Современные проблемы информатизации в прикладных задачах: сб. тр. Воронеж: Научная Книга, 2006. — Вып.11. - С.91-93.

12. Волков, С. С. Сварка и склеивание полимерных материалов / С. С. Волков. -М.: Химия, 2001.-376 с.

13. Кораб, Г.Н. Сварка полимерных материалов/ Г.Н. Кораб, К.И. Зайцев,

14. A.Н. Шестопал //Справочник. Инженерный журнал. 1997. — № 5. — С.11-14.

15. Глуханов, Н.П. Высокочастотный нагрев диэлектрических материалов /Н.П. Глуханов, И.Г. Федорова-Л.: Машиностроение, 1972 160 с.

16. Марков, A.B.Многофункциональный контроль параметров технологического процесса в электротермической установке высокочастотного диэлектрического нагрева /A.B. Марков, Ю.П. Юленец// Электротехника, 2007.- № 7. С. 60 - 64.

17. Пивень, А.Н. Теплофизические свойства полимерных материалов. Справочник / А.Н. Пивень, H.A. Гречаная, И.И. Чернобыльский. — Киев: Вища школа, 1976.- 180 с.

18. Пасынков, В.В. Материалы электронной техники /В.В.Пасынков,

19. B.С.Сорокин. М.; СПб.: Высшая школа, 2004. - 366 с.

20. Электрические свойства полимеров /Б.И. Сажин, A.M. Лобанов, О.С. Романовская и др.; под ред. Б.И.Сажина. Л.: Химия, 1986. - 224 с.

21. Комаров, Г.В. Способы соединения деталей из пластмасс / Г.В.Комаров. -М.: Химия, 1979.-288 с.

22. Кораб Г.Н. Словарь-справочник по сварке и склеиванию пластмасс /Г.Н.Кораб, А.Н. Шестопал, Г.В. Комаров и др.; под ред. Б.Е.Патона. Киев: Наукова Думка, 1988. - 160 с.

23. A.c. 1224167 СССР, МКИ3 В29С 65/04. Устройство для высокочастотнойсварки деталей из пластмасс /Ф.В.Безменов, В.В.Коробова, С.Е.Рыскин и др. (СССР). -№ 3833298/23-05; заявл.ЗО. 12.84; опубл. Бюл. № 14, 1986. 1с.

24. А.с. 828271 СССР, МКИ3 Н01Н 2/14. Устройство для закрепления сепарации на электродах химических источников тока /В.В.Коробова, И.Г.Федорова, М.Г.Фирсова и др. (СССР); опубл. Бюл. № 17, 1981. 2с.

25. Abele, Gunter. Die Hochfrequenz SchweiBung von PVC-Folien -Anwendungstechnik /G.Abele //Plastverarbeiter. - 1964. -№ 1. - S. 727-732.

26. ГОСТ 16310-80. Соединения сварные из полиэтилена, полипропилена и винипласта (Изм. № 1 ИУС5-91). М.: Изд-во стандартов, 1991. — 24 с.

27. Гришелевич, В.А. Контроль процесса высокочастотной сварки полимерных материалов / В.А. Гришелевич, А.В. Богдашевский, М.Н. Лебедева //Сварочное производство, 1972. № 9. - С.30 - 32.

28. Фрумкин, А.А. Анализ режима работы устройств для емкостного нагрева диэлектриков и полупроводников /А.А. Фрумкин //Тр. конф.-курсов по ВЧ-электротермическим установкам. — М.;Л.: Госэнергоиздат, 1954. — С.42 — 52.

29. Донской, А.В. Электротермические установки с ламповыми генераторами / А.В. Донской, Г.С. Рамм, Ю.Б. Вигдорович. Л.: Энергия, 1974. - 208 с.

30. Макаров, В.Г. Промышленные термопласты. Справочник / В.Г.Макаров, В.Б. Коптенармусов. М.: Химия; М.: Колосс, 2003. - 204 с.

31. Лущейкин, Г.А. Методы исследования электрических свойств полимеров /Г.А.Лущейкин. М.: Химия, 1988. - 160 с.'

32. Tinga, W.R. Dielectric properties of materials for microwave processing -tabulated / W.R. Tinga, S.O. Nilson //J. of Microwave Power, 1973. V.8. - № 1. -P.27-33.

33. Boyd, R.H. Effects of melting on dielectric relaxation in poly (hexamethylene sebacamide) / R.H. Boyd, C.H. Porter //J. of Polymer Science, 1972. Part A2. -V.10. -№ 4. - P. 647-656.

34. Марков, A.B. Методы и системы управления качеством продукции в термических процессах при внутренних источниках тепла: дис. . д-ра техн. наук: 05.13.06 /Марков Андрей Викторович. СПб., 2007. - 359с.

35. Зайцев, К. И. О проблеме сооружения пластмассовых трубопроводов в нефтяной и газовой промышленности / К. И. Зайцев // Строительство трубопроводов. 1995. -№ 5. - С.12 - 18.

36. Bonten, Ch. Serenschweßen von Kunststofftenlen: Ein Überblick zum Stand der Technik /Ch. Bonten //Kunststoffe, 1999. Bd. 89. - № 8. - S. 33 - 34, 37- 41.

37. Abele, G.F. Hochfrequenz — Schweisstechnik / G. Abele. — Zechner und Hüthig Verlag: Speyer, 1975. 578 s.

38. Марков, А. В. Автоматический контроль температуры в процессе высокочастотной сварки пластмасс / А. В. Марков, Ю. П. Юленец, С. Н. Румынский // Сварочное производство, 2005. № 4. — С.45 — 47.

39. Марков, А. В. Метод прогнозирования качества сварки термопластов / А. В. Марков // Пластические массы. 2006. - № 5. - С.44 - 46.

40. Марков, А. В. Автоматизированная система управления процессом высокочастотной сварки изделий из полиамида /А. В. Марков // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2006. — №4. — С. 10—13.

41. Юленец, Ю. П. Определение тангенса угла диэлектрических потерь и влагосодержания по параметрам электрического режима установки высокочастотного нагрева / Ю. П. Юленец, А. В. Марков // Известия вузов. Приборостроение, 1997. Т.40. - № 5. - С.60 - 65.

42. Судаков, П. М. Приборы и измерения при высокочастотном нагреве /П. М. Судаков. -M.-JL: Машиностроение, 1965. 76 с.

43. Электротехнический справочник: в 4т., Т.1. Электротехнические материалы / Под ред. В. Г. Герасимова и др. - М.: Изд-во МЭИ, 1995. - 440 с.

44. Джексон, Дж. Классическая электродинамика / Дж. Джексон. — М.: Мир, 1965.-702 с.

45. Нейман, Л. Р. Теоретические основы электротехники / Л. Р. Нейман, К. С. Демирчян. Т.2. - Л.: Энергоиздат, 1981. — 407 с.

46. Немков, В. С. Математическое моделирование на ЭВМ устройств высокочастотного нагрева / В.С.Немков, Б.С.Полеводов. Л.: Машиностроение, 1980. — 64 с.

47. Гликман, И.Я. Расчет характеристик элементов цепей радиоэлектронной аппаратуры /ИЛ.Гликман, Ю.С.Русин. -М.: Советское радио, 1976. 160 с.

48. Колечицкий, Е. С. Расчет электрических полей устройств высокого напряжения / Е. С. Колечицкий. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 168 с.

49. Резвых, К. А. Расчет электростатических полей в аппаратуре высокого напряжения /К. А. Резвых. — М.: Энергия, 1967. 121 с.

50. Самонастраивающиеся системы. Справочник / Под ред. П.И. Чинаева. К.: Наукова Думка, 1969. - 528 с.

51. Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А. А. Красовского. М.: Наука, 1987. - 712 с.

52. Беспалов, А. В. Системы управления химико-технологическими процессами / А. В. Беспалов, Н. К. Харитонов. М.: ИКЦ «Академкнига», 2007. - 690 с.

53. Либерзон, Л. М. Системы экстремального регулирования / Л. М. Либерзон, А. Б. Родов. -М.: Энергия, 1969. 158 с.

54. Голубятников, В. А. Автоматизация производственных процессов и АСУП в химической промышленности / В. А. Голубятников, В.В.Шувалов. — М.: Химия, 1978.-376 с.

55. Шувалов, В. В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности / В. В. Шувалов, Г. А. Огаджанов, В. А. Голубятников. М.: Химия, 1991.-479 с.

56. Атабеков, Г. И. Основы теории цепей / Г. И. Атабеков. М.: Энергия, 1969.- 424 с.

57. Кацнельсон, М. Ю. Пластические массы / М. Ю. Кацнельсон, Г. А. Балаев. — Л.: Химия, 1978.-384 с.

58. Трофимов, Н. В. Высокочастотная сварка деталей из пластмасс в изделиях сложной формы /Н. В. Трофимов, Ю. П. Юленец, А. В. Марков // Сварочное производство, 2009. № 8. - С.28 -31.

59. Тареев, Б. М. Физика диэлектрических материалов /Б. М. Тареев. — М.: Энергия, 1973. — 328 с.

60. Иоссель, Ю. Я. Расчет электрической емкости / Ю. я. Иоссель, Э. С. Кочанов, М. Г. Струнский. — Л.: Энергоиздат, 1981. — 288 с.

61. Справочник по электротехническим материалам: в 3 т., Т.2 / Под ред. Ю. В. Корицкого, В. В. Пасынкова, Б. М. Тареева. М.: Энергоатомиздат, 1987.- 464 с.

62. Баркан, В. Ф. Радиоприемные устройства / В. Ф.Баркан, В. К.Жданов. — М.: Советское радио, 1967. 496 с.I

63. Справочник по электротехническим материалам: в 3 т., Т.1 /Под ред. Ю. В. Корицкого и др.'-М.: Энергия, 1974. 583 с.

64. Конструкционные и термостойкие термопласты. Каталог: Черкассы, 1988. -40 с.

65. Калинчев, Э. Л., Соковцева, М. Б. Выбор пластмасс для изготовления и эксплуатации изделий. Справочное издание / Э. Л. Калинчев, М. Б. Соковцева.- Л.: Химия, 1987. 416 с.

66. Справочник по пластическим массам. Т.1 /Под ред. М. И. Гарбара, М. С. Акунина, Н. М. Егорова. М.: Химия, 1967. - С.235.

67. Термопласты конструкционного назначения / Под ред. Е. Б. Тростянской. — М.: Химия, 1975. 240 с.

68. Трофимов, Н. В. Автоматизированная система управления процессом высокочастотной сварки изделий из пластмасс сложной формы / Н. В. Трофимов, Ю. П. Юленец, А. В. Марков // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2009. — № 7. С. 1 - 6.

69. Энциклопедия кибернетики: в 2 т., Т. 2. Киев: Главная редакция Украинской советской энциклопедии, 1974. - 400 с.

70. Марков, А. В. Оптимизация режима высокочастотной сварки пластмасс по глубине прогрева околошовной зоны / А. В. Марков, Н. В. Трофимов, Ю. П. Юленец // Пластические массы, 2009. № 12. - С.46-48.

71. Самарский, А. А. Теория разностных схем / А. А. Самарский. — М.: Наука, 1977.-656 с.

72. Балкевич, В. JI. Техническая керамика / В. JI. Балкевич. М.: Стройиздат, 1984.-256 с.

73. Высокочастотная электротермия: Справочник / Под ред. А. В. Донского. -М.; JL: Машиностроение, 1965. — 564 с.