Технології та інжиніринг

Дослідження процесу утворення термоклейового з’єднання

Мета. Розробити числовий метод прогнозування товщини та ширини термоклейового шва під дією механічного зусилля та охолодження, а також дослідити вплив притискного зусилля та витрати термоклею на ширину шва, яка впливає на міцність та герметичність термоклейового з’єднання. Методика. Для прогнозування утворення термоклейового шва під дією механічного зусилля та охолодження розроблено комп’ютерну розрахункову модель і проведено числовий розрахунок розподілу температур та деформації шару термоклею від притискного зусилля валків та витрати термоклею. Результати числового моделювання підтверджено експериментально із застосуванням створеної дослідної установки для термоклейового з’єднання. Результати. Запропонована математична модель процесу охолодження розплаву полімеру та його деформації з врахуванням закону в’язкості Кросса (Cross Law) від швидкості деформації та залежності в’язкості від температури. Розрахунковим та експериментальним шляхом встановлено початкові та граничні умови, що визначають даний процес. Отримано залежності ширини шва від притискного зусилля валків, а також залежності ширини шва від витрати термоклею. Встановлено, що зі збільшенням витрати термоклею ширина шва зростає за логарифмічною залежністю. При збільшенні притискного зусилля валків ширина шва зростає за квадратичною залежністю. Наукова новизна. Визначено вплив притискного зусилля валків та витрати термоклею на ширину шва. Встановлено, що при збільшенні значення притискного зусилля від 10,5 Н до 20,5 Н, ширина шва збільшується з 8 мм до 17 мм (майже у два рази). Практична значимість. Числове моделювання процесу утворення термоклейового з’єднання дозволяє прогнозувати оптимальні значення витрати термоклею та притискного зусилля валків, щоб отримати необхідну ширину шва, яка б забезпечувала як оптимальну для споживача міцність з’єднання, так і достатню для підтримки герметичності паковання

термоклей; клейове з’єднання; математична модель; числове моделювання