Стаття повністю, Зварні зєднання пластмас

17.09.2015

Зварні з’єднання пластмас. Частина 1

Зварювання пластмас — технологічний процес, за допомогою якого отримують нероз’ємні з’єднання пластмасових елементів і вузлів. Зварювання пластмас буває термічна і хімічна. Найкраще термічним зварюванням з’єднуються термопласти: вініпласт, поліетилен, поліпропілен, поліметилметакрилат (оргскло) і т. д.

В основі процесу зварювання термопластів лежить їх здатність до самослипанию при підвищених температурах (аутогезія).

Проте температура поверхонь, що з’єднуються повинна бути не вище температури початку інтенсивного розкладання (деструкції) даного полімеру, так як може відбутися часткова деструкція і зниження міцності матеріалу в зоні зварювання.

Для отримання зварного з’єднання термопластів необхідно нагріти сполучаються поверхні до в’язкотекучого стану та привести їх у контакт між собою або з присадним, також нагрітим, матеріалом.

Для кращого контакту поверхонь, що з’єднуються їх необхідно стиснути під певним тиском, а для протікання дифузійних процесів слід витримати протягом деякого часу (час зварювання) без зняття тиску і з збереженням температури зварювання. Тиск на зварювані поверхні становить від 0,1 до 2 МПа (від 1 до 20 кгс/см 2 ) в залежності від виду матеріалу і методу зварювання; від тих же факторів залежить і час зварювання. При локальному нагріванні шва і великої плинності матеріалу дифузія відбувається практично миттєво, що обумовлює швидкий процес зварювання таких матеріалів, як вініпласт, поліетилен, полістирол і т. д.

Способи зварювання пластмас можна кваліфікувати за наведеними нижче ознаками.

I. За характером з’єднання зварювальних поверхонь:

  • Зварювання з присадним матеріалом (прутковая зварювання);
  • Зварювання без присадочного матеріалу (беспрутковая зварювання).

II. За способом нагріву шва:

  1. Зварювання газовим теплоносієм (застосовується для полімерних тканин, плівкового, листового і профільного матеріалу, покрівельних покриттях, геомембранах та ін. гідроізолюючих покриттях.
  2. Зварювання контактним нагріванням ;
    • Нагрітими інструментами (лезом, паяльником) (застосовується для плівкового, листового і профільного матеріалу);
    • Заставних металевим нагрівачем (вкладишем), поміщеним між зварюваними поверхнями термопласту; нагрів вкладиша проводиться або індукційним методом, або пропусканням електричного струму; в результаті нагрівання поверхні вкладиша термопласту з’єднуються між собою, а вкладиш монолітиться в шві;
    • Гарячим пресуванням з допомогою нагрітих поверхонь пресів, роликів, прасок;
  3. Зварювання діелектричним нагріванням у полі струмів високої частоти (ТВЧ); (застосовується для зварювання матеріалів з великими діелектричними втратами);
  4. Зварювання фрикційним нагріванням (зварювання тертям) (застосовується для жорстких тіл обертання ) ;
  5. Зварювання шляхом акустичного нагріву — ультразвукове зварювання ;
  6. Зварювання за допомогою інфрачервоного нагріву.

II. За способом прикладання тиску на шов — точкова, крокова і шовна (ручна і роликовий) зварювання.

IV. За ступенем механізації зварювальних процесів — ручне, напівавтоматичне і автоматичне зварювання.

При виборі методу зварювання потрібно брати до уваги:

  • вид застосовуваного термопласту та його форму (плівка, лист, профільні вироби);
  • серійність виготовлення однакових виробів (повторюваність);
  • можливість заводського виготовлення або необхідність виробництва зварювання на місці монтажу.

Зварні з’єднання пластмас. Частина 2

Найбільше поширення в будівництві отримала зварювання термопластів газовим теплоносієм, нагрітим інструментом, закладним нагрівачем і струмами високої частоти.

Особливістю застосування зварювання термопластів у будівництві є необхідність виконання швів великої протяжності в будівельних умовах або в майстернях на об’єктах будівництва. Найбільш прийнятними є наступні методи зварювання з використанням переносного обладнання.

Зварювання газовим теплоносієм є найпоширенішим методом зварювання термопластів і застосовується для з’єднання як жорстких, так і м’яких матеріалів, з присадним прутком і без нього.

В якості газового теплоносія використовують повітря або інертні гази (останні — для запобігання окиснення полімерів типу поліетилену). Для нагрівання газу найбільшого поширення завдяки простоті конструкції і безпеки в роботі, знаходять електричні апарати гарячого повітря, що живляться від мережі змінного струму напругою 36 — 220 В.

При ручній прутковой зварюванні струменем гарячого газу, що виходить з пальника, нагрівається зварюваний матеріал і присадочний пруток, діаметр якого становить 3 або 4 мм. По мірі розм’якшення прутка його вдавлюють в шов послідовними проходами. Кількість проходів прутка в шві залежить від конструкції останнього.

Найбільш широко метод зварювання газовим теплоносієм застосовується при виготовленні різноманітних виробів і конструкцій з вініпласту, ПВХ, поліетилену, поліпропілену.

Зварювання нагрітими інструментами. Процес зварювання полягає в наступному: зварювані заготовки 1 приводять у контакт з нагрітим інструментом. Після розм’якшення пластмаси нагріте інструмент прибирають, а заготовки з’єднують і охолоджують під тиском. При цьому утворюється зварний шов.

Особливо широко цей метод застосовується при зварюванні поліетиленових труб. Найчастіше нагрівання інструментів виробляють електронагрівачами. Через неминучих тепловтрат температура нагрітого інструмента повинна бути трохи вище температури зварювання термопласту.

Зварні з’єднання пластмас. Частина 3
Зварювання заставних нагрівачем

На відміну від зварювання нагрітим інструментом, при цьому способі нагрівач у вигляді металевого вкладиша не прибирається, а монолітиться в шві. Найбільш раціонально застосовувати вкладиш у вигляді дроту, що нагрівається що пропускається через неї електричним струмом, для чого можна використовувати переносне акумулятор.

Зварювання струмами високої частоти заснована на здатності пластмас розігріватися у зовнішньому змінному високочастотному електричному полі за рахунок поляризації, т. тобто зміщення заряджених частинок в напрямку поля. Зварюваний матеріал поміщається між електродами, до яких підведено високочастотне змінне напруга. При досягненні необхідної температури прикладається стискуюче зусилля для створення щільного контакту між зварюваними поверхнями, і в такому стані виріб охолоджується.

Перевагою цього методу є невеликі витрати електроенергії, високі механічні властивості зварного шва і висока продуктивність.

Для характеристики міцності шва зазвичай беруть його середню міцність на розрив, віднесену до міцності цільного матеріалу. Отримана величина називається коефіцієнтом якості шва.

Коефіцієнт якості зварного шва кс залежить від матеріалу, типу шва й методу зварювання. При ручному зварюванні можливі місцеві перегріви, що призводить до зниження міцності матеріалу і до зменшення кс.

При беспрутковой зварюванні на вус газовим теплоносієм і при контактному зварюванні встик кс= 0,8 — 1.

Термореактивні пластмаси не мають здатність розм’якшуватися при нагріванні, тому їх зварювання є практично неможливою. Проте в нашій країні було розроблено так званий хімічний спосіб зварювання термореактивних пластмас. Цей спосіб заснований на тому, що в полімерах, які знаходяться у отвержденном стані, на малих ділянках молекул зберігаються хімічно активні групи. В певних умовах активні групи, розташовані на поверхні одного з виробів, що з’єднуються, можуть безпосередньо або з допомогою спеціального присадочного матеріалу вступати в реакцію з активними групами молекул на поверхні іншого виробу. Хімічна зварювання може бути застосована для виробів, виготовлених з пластмас на основі отверднених фенолформальдегідних, поліефірних, епоксидних і кремнійорганічних смол.

спонсор розділу: Послуги різні весняне обслуговування газонів .

Короткий опис статті: зварювання пластмас Інформація про конструкційних та оздоблювальних матеріалах, матеріалах для підлог, трубах, санітарно-технічних і погонажних виробах на основі пластичних мас. Застосування полімерів в бетонах і розчинах. Полімерні матеріали та вироби в меліоративному і водогосподарському будівництві.

Джерело: Стаття повністю — Зварні з’єднання пластмас

Також ви можете прочитати