|
Сварка полимеров и пластмасс состоит в нагревании до вязкотекучего пластического состояния свариваемых кромок и соединении их под определенным давлением. На практике широко используют следующие способы сварки.
Сварка нагретым газом производится таким образом.
Присадочный материал и свариваемые кромки детали 4 нагревают струей горячего газа или воздуха до температуры сварки, используя при этом электронагреватели или газовые горелки 1. Затем в разделку шва 5 вдавливают присадочный пруток
2. В результате чего нагретые кромки материала слипаются и присадочный пруток образует сварной шов.
З. При сварке толстого материала в разделку шва последовательно укладывают несколько нагретых присадочных прутков.
Для соединения листов толщиной менее 4 мм выполняют сварку без скоса кромок. При большей толщине используют V- и Х-образные разделки шва под углом 60 градусов; причем Х-образные швы более прочны. По мере размягчения поверхностей свариваемых кромок и присадочного прутка нужно постоянно вжимать пруток в процессе сварки в основание разделки под малым давлением. При этом следует оставить у корня шва зазор в 0,4-0,5 мм для получения полного провара. Присадочный пруток необходимо вводить в разделку шва почти под углом 90 градусов ко шву в случае сварки жестких термопластов (органическое стекло, винипласт). При сварке мягких термопластов, например, полиэтилена, нужно вводить присадочный пруток под тупым углом с целью обеспечения определенного давления
на соединяемые кромки.
Полистирол и полиэтилен нагревают при сварке воздухом или горячим газом до температуры не более 160-180 градусов С, тогда как органическое стекло следует сваривать струей воздуха температурой ? 200-220 °С. Присадочные прутки должны иметь площадь сечения 7-12 кв. мм. Можно применять прутки и из винипласта диаметром 3-5 мм. Винипласт сваривают при температуре примерно 220-240 °С в вязкотекучем состоянии, а в качестве присадочного материала следует использовать сварочные прутки из пластифицированного винипласта диаметром до 5 мм. В процессе сварки нужно размягчить прутки для сцепления с основным материалом. Горелки ГГП-1-66 массой 0,6 кг используют при сварке материалов толщиной 2-25 мм. В качестве теплоносителя используется воздух в смеси с продуктами сгорания пропанбутановой смеси. Следует заметить, что горелка ГЭП-1А-67 массой 0,68 кг имеет электроподогреватель теплоносителя-газа (азота, воздуха и др.). С этой целью на пути движения газа в корпусе горелки установлена электроспираль. Данный способ применим при сварке деталей любых размеров и формы ввиду простоты технологии и оборудования.
При сварке нужно учитывать опасность возникновения значительных внутренних напряжений и (парном шве, которые очень ослабляют сварное соединение и могут вызвать коробление свариваемых деталей. Это происходит оттого, что пластмассы и полимеры обладают достаточно высоким коэффициентом температурного расширения (в 4-6 раз больше металлов). Поэтому для получения прочного сварного шва нужно применять струю нагретого газа небольшого диаметра (3-5 мм), а также использовать различные фиксирующие приспособления.
Сварка трением предполагает нагревание свариваемых кромок деталей до пластического состояния той теплотой, которая выделяется при трении поверхностей этих кромок друг о друга. Для осуществления сварки одну из деталей следует неподвижно закрепить в специальном приспособлении, тогда как вторую деталь нужно зафиксировать в патроне токарного или сверлильного станка и после вращения плотно прижать к первой детали. При этом трущиеся поверхности быстро нагреваются из-за плохой теплопроводности термопластов. Что касается давления сжатия, то в зависимости от материала оно должно составить 0,2-1 МПа.
Указанный способ сварки имеет ряд преимуществ: быстрота процесса; не требуется подготовки поверхности ввиду того, что грязь и пленка вытесняются при сварке. Однако таким способом можно сваривать только такие детали, которые имеют форму типа тел вращения. Кроме того, эта сварка может использоваться только лишь для жестких термопластов, так как необходимо применять давление.
Сварка контактным нагревом характеризуется тем, что с помощью электронагревателя нагревают свариваемые поверхности и доводят их до вязкотекучей консистенции. После этого прибор убирают, а свариваемые кромки соединяют сдавливанием. Таким способом можно сваривать как жесткие, так и мягкие пластмассы и полимеры. Недостатками способа являются: большие затраты времени на нагрев, достаточно длительная регулировка температуры и охлаждение шва под давлением после сварки.
Данной сваркой можно соединять пленки толщиной не более 2 мм, так как невысокая теплопроводность затрудняет нагревание пластмасс до требуемой температуры. При этом пленки соединяют внахлестку, а в качестве электронагревателя можно использовать электроутюг или специальное устройство с валиком или роликом.
Сварка токами высокой частоты очень экономична и поэтому в промышленности получила широкое распространение. Сущность способа заключается в том, что кромки свариваемых деталей нагревают в высокочастотном электрическом поле до вязкотекучего состояния, а затем сдавливают их для получения прочного соединения. Наиболее часто таким способом сваривают изделия и детали из поливинилхлоридных пластмасс.
Для шовной сварки лент и пленок используют сварочные аппараты ЛГС-02, МСТ-ЗМ и др. При этом между двумя вращающимися и подключенными к высокочастотному току роликами-электродами прокатывают свариваемый материал до получения прочного, герметичного и непрерывного шва.
Ширина шва составляет обычно 2-4 мм, а скорость сварки достигает 3 м/мин. Нахлесточные соединения можно подвергать сварке как без скоса, так и со скосом кромок под углом 45 градусов.
Сварка ультразвуком — один из наиболее перспективных и универсальных способов сварки пластмасс и полимеров из-за своих широких технологических возможностей. Дело в том, что конструкция рабочего инструмента (волновода) предполагает осуществление сварки в труднодоступных местах, а также дает возможность выполнять прямолинейные, точечные и замкнутые швы различной формы (в зависимости от контура рабочей части волновода). При сварке ультразвуком не наблюдается перегрева материала, как при других способах, так как температура нагрева в зоне сварки близка к температуре плавления материала. Сущность процесса сварки таким способом состоит в том, что электрические колебания, вырабатываемые генератором с помощью пьезоэлектрического или магнитострикционного преобразователя, превращаются в механические колебания рабочего инструмента, то есть волновода. Высокочастотные механические колебания, возникающие в материале, сразу же преобразуются в теплоту, которая идет на нагревание и сваривание материала. Сварка производится на частотах 17-45 кГц.
Для ручной сварки можно использовать аппараты РУСУ-28 и РУСУ-50.
|
|
