|
ADR-T.RU
оборудование для сварки пластмасс
и монтажа коммуникаций |
|
Оборудование лучших производителей
для каждой технологии
|
|
Авторство и авторские права на статью принадлежат компании «АДР-Технология»
При использовании материалов – обязательна активная ссылка на www.adr-t.ru 1. Определение и общие требования к сварке пластиковых изделийТермин "сварка полимерных материалов" или жаргонно «пластиковая сварка» обозначает неразъемное соединение изделий из термопластичных материалов, когда свариваемые поверхности (и, возможно, присадочный материал в зазоре между ними) нагреваются до вязко-текучего состояния, а затем прижимаются друг к другу с существенным давлением. Давление прижима обеспечивает течение и перемешивание вязко-текучего материала в зоне сварки, с одновременным выдавливанием воздуха, а также с разрывом и перемешиванием тонкого слоя загрязнений, возможно, находящегося на свариваемых поверхностях. В микрообъемах расплавленного вещества, смешанного за счет приложения давления, дальнейшее перемешивание макромолекул происходит за счет диффузии. После остывания сваренные детали, в идеальном случае, образуют единую монолитную деталь. Реактопласты и эластомеры сварке не поддаются, поскольку их перевод в вязко-текучее состояние нагревом невозможен. Совместимость материалов За редким исключением, хорошо свариваться вместе могут только полимерные материалы одинакового химического состава (например, ПП Тип3 с ПП Тип3). Кроме того, материалы должны иметь близкий показатель текучести расплава (ПТР). На практике это обозначает, что при нагреве свариваемых поверхностей расплавленный материал обеих деталей должен иметь примерно одинаковую текучесть. Цвет полимерных материалов, как правило, определяется введением ничтожного количества (в процентном отношении) химически нейтрального пигмента. Поэтому различие цвета на совместную свариваемость пластиковых изделий не влияет. Требования к чистоте поверхностей Свариваемые поверхности пластмассовых изделий перед сваркой должны быть очищены от загрязнений, особенно от любого жира. К загрязнениям относится также сам внешний пластиковый слой, который мог подвергнуться окислению или ультрафиолетовому разрушению. Очистку необходимо производить непосредственно перед сваркой. Для обезжиривания рекомендуется концентрированный (98%) этиловый спирт и неволокнистая ветошь. Однако этого недостаточно. Необходимо механическое удаление тонкого пластикового слоя скребком, которое при правильном выполнении устраняет необходимость дальнейшей химической очистки. В случае сварки требование к чистоте поверхностей распространяется также. В случае сварки с присадочным материалом предъявляются требования к чистоте присадочного материала. Сварочный пруток перед сваркой обязательно очищают скребком. Кроме того, если внесли из холодного помещения в теплое, то на поверхности может конденсироваться влага. В этом случае влага будет испаряться в сварочном аппарате и смешивается с пластифицированным присадочным материалом. При остывании материала в нем образуются пузырьки, снижающие прочность шва. Охлаждение шва после сварки При любом методе пластиковой сварки не следует стараться ускорить охлаждение сварного шва с помощью холодного воздуха, воды или пр. Быстрое охлаждение приводит к образованию в зоне сварного шва значительных перепадов температуры, которые ведут к созданию больших напряжений в полимерном материале. Внутренние напряжения снижают прочность шва, а в экстремальных случаях могут привести к образованию раковин. Поэтому при сварке пластмассовых деталей большой толщины (например, пластмассовых труб с большой толщиной стенки), особенно при низкой температуре окружающего воздуха, для уменьшения внутренних напряжений в зоне сварки прибегают к искусственному замедлению охлаждения, укутывая горячий шов тканью или другим теплоизолятором. 2. Классификация методов пластиковой сварки и их назначениеСпособы пластиковой сварки специалисты классифицируют следующим образом:
На практике с задачей выбора технологии пластиковой сварки, а затем и выбора самого лучшего сварочного аппарата по подходящей цене сталкивается потребитель, который не всегда даже может идентифицировать полимерный материал. Зато знает, в каких условиях придется варить и что в итоге нужно получить. С пластиковой трубой проще, на ней, как правило, есть маркировка. В любом случае, здесь подход к подбору оптимальной технологии сварки следующий:
Более сложные формы полимерных изделий и более экзотические способы сварки применяются в условиях производства специалистами, которые в наших рекомендациях не нуждаются. 3. Краткое описание наиболее популярных методов пластиковой сварки3.1. Сварка пластиковых труб нагретым инструментом Нагретый инструмент специальной формы оплавляет наружную поверхность пластмассовой трубы, затем труба вводится для совмещения свариваемых поверхностей. Особенности метода:
Перечисленные особенности определили преимущественное использование сварки нагретым инструментом для труб из полипропилена, который благодаря невысокой цене среди прочих термостойких полимерных материалов чаще других используются для внутренних трубопроводов. Трубы имеют достаточную толщину стенки и чаще всего небольшие диаметры, а также редко прокладываются длинными прямыми участками. Метод применяется также для сварки труб из ПВДФ, но эти трубы сами по себе редкость из-за высокой цены. Для труб из полиэтилена применяется редко, поскольку потребление труб малых диаметров невелико, а толщина их стенки, как правило, недостаточна для сварки. Поэтому и большая редкость. Для труб лучше купить оборудование для сварки. Трубы из ПВХ никогда не свариваются. И даже не потому, что их проще склеить. А потому, что они жесткие и тонкостенные. Подробнее – в Инструкции по сварке полипропиленовых труб своими руками.
3.2. Сварка пластиковых труб нагретым инструментом Плоский нагретый инструмент одновременно оплавляет торцы двух труб, затем торцы прижимаются друг к другу. Особенности метода:
Перечисленные особенности определили преимущественное использование сварки нагретым инструментом для труб из полиэтилена. Цена самая низкая среди полимерных материалов, поэтому он широко используется для трубопроводов среднего и большого диаметра. Трубы из полипропилена и ПВДФ больших диаметров (более Ø125 мм) также свариваются встык, но в сравнении с трубами это ничтожные объемы. А для труб диаметром до Ø125 лучше купить аппарат для сварки. ПВХ – материалы капризные. Трубы из них могут свариваться встык, однако технология накладывает жесточайшие ограничения на точность температуры нагревателя, а также на время нахождения нагретых торцов на воздухе при удалении нагревателя. С другой стороны, в отличие от других полимерных материалов, прекрасно склеиваются. Поэтому трубы из почти никогда не сваривают.
3.3. Сварка пластиковых труб Внутренний диаметр рассчитан на то, чтобы более-менее легко надеваться на трубу. Внутренняя поверхность снабжена нагревательной спиралью, контакты которой выведены на наружную поверхность для подключения проводов сварочного аппарата. После подачи питания спираль расплавляет наружную поверхность трубы, после отключения питания расплав застывает. Особенности метода:
Технология сварки с закладными нагревателями состоит из описания действий оператора по подготовке к сварке (довольно просто, но очень важно!) и объяснения процессов, происходящих между трубой, а также в аппарате во время сварочного процесса. Действия оператора во время сварки сводятся к наблюдению. Однако понимание процессов поможет избежать многих ошибок. Метод шире всего используется для сварки труб из полиэтилена. Ничто не препятствует использованию метода для сварки труб из полипропилена, и он используется. Однако для диаметров до Ø125 (а это основной объем потребления труб) лучше купить аппарат сварки. Для труб из ПВДФ не используется, там тоже перебивает, да и объем трубопроводов из ничтожный. Трубы из ПВХ никогда не свариваются . Их проще склеить.
3.4. Сварка пластиковых листов нагретым инструментом Плоский нагретый инструмент одновременно оплавляет торцы двух листов, затем торцы прижимаются друг к другу. Особенности метода:
Нагретым инструментом свариваются листы из любых термопластичных полимерных материалов. В инструкции к станку параметры сварки прописаны для полиэтилена, полипропилена и ПВХ ввиду их наибольшей популярности, а параметры для других полимерных материалов можно посмотреть в Российских или зарубежных нормативах. Если бюджет небольшой и достаточно прочности шва на уровне 60-80%, то для пластиковых листов лучше купить оборудование для сварки.
3.5. Сварка Разновидность сварки применяют для сварки полимерных материалов, которые при нагреве окисляются на воздухе. Горячий воздух из фена выходит через круглое сопло Ø5 мм и оплавляет одновременно сварочный угол между двумя пластиковыми листами, расплав заполняет угол. При стыковом расположении листов торцы скашивают, образуя V-образную канавку между листами; расплав прутка заполняет канавку. Для ускорения сварки используют сопло быстрой сварки, которое увеличивает время прогрева прутка и обеспечивает прижим расплава к шву (см.рис.9). Для мягкого при сварке линолеума используют тройное сопло для распределенного нагрева и прижим профильным роликом (см.рис.10). Особенности метода:
Метод применяется для сварки пластиковых листов, тонкостенных безнапорных труб, нестандартных пластиковых изделий, для ремонта трещин в пластиковых листах и пр. изделиях. Категорически неприменим для сварки напорных полимерных трубопроводов. Если объемы работы большие, лучше купить оборудование для сварки.
3.6. Сварка пленок, тканей, гидроизоляционных мембран Разновидность сварки применяют для сварки полимерных материалов, которые при нагреве окисляются на воздухе. Два слоя пленки. Между слоями располагается плоское сопло со щелевым отверстием, одновременно оплавляет поверхности обоих слоев пленки, затем слои прикатываются друг к другу термостойким валиком. Особенности метода:
Это самый популярный метод сварки пленок из термопластичных полимерных материалов для гидроизоляционных мембран на бетонных поверхностях. Для сварки на грунте лучше купить аппарат для сварки.
сварка пластиковых листов По сути, это эволюционировавшая сварка. Полимерный материал подается в шнековую камеру сварочного экструдера, где нагревается, вымешивается до однородной массы и через сварочный башмак специальной формы впрыскивается в зону сварки, предварительно оплавленную. Зоной сварки может быть угол между двумя полимерными листами (рис.13) или специально подготовленная V-образная канавка между их торцами. Особенности метода:
Это незаменимый метод сварки при изготовлении нестандартных пластиковых емкостей, строительных конструкций и т.д. при серьезных объемах профессиональной работы. С особыми ухищрениями применяется даже для изготовления некоторых напорных пластмассовых трубопроводов. Если объем работы небольшой и требования к качеству невысокие, лучше купить оборудование для сварки.
сварка полимерных гидроизоляционных мембран Оборудование (ручные сварочные экструдеры) – то же, что и для сварки пластиковых листов, только с рукоятками для работы стоя (см.рис.14). Полимерный материал нагревается, вымешивается до однородного состояния и через сварочный башмак специальной формы впрыскивается в зону сварки, предварительно оплавленную. Зона сварки – перехлест двух слоев гидроизоляционной мембраны. Сварной шов накрывает срез верхнего слоя мембраны, а также часть верхнего и нижнего слоев вокруг среза. Особенности метода:
Это незаменимый метод сварки термопластичных гидроизоляционных мембран (независимо от толщины и жесткости), уложенных на сложном рельефе – для гидроизоляции бассейна, рельефного прудика, сложной бетонной крыши и т.п. Если рельеф грунта более-менее плоский, лучше купить аппарат для сварки. Для сварки мембраны на плоской бетонной поверхности лучший сварочный аппарат. 3.9. Сварка внахлест Это разновидность сварки нагретым инструментом. Название происходит от нагревателя в форме горизонтально расположенного зубила. Верхний и нижний слои ползут соответственно вдоль верхней и нижней поверхности металлического нагревателя в направлении его острия, в результате чего их поверхности оплавляются. Вблизи острия нагревателя расположены верхний и нижний металлические прижимные ролики, составляющие часть конструкции клинового сварочного аппарата (см.рис.15). Ролики прикатывают нагретые слои друг к другу. Особенности метода:
Метод сварки имеет узкую направленность: сварка жестких на рыхлом грунте более-менее плоского рельефа при обустройстве свалок отходов, гидроизоляции дна искусственных водоемов и т.п. сварку чаще всего представляет собой монолитный лист дешевого ПНД толщиной 1,5-4,0 мм. Для мягких гидроизоляционных мембран из эластичных материалов или малой толщины метод не подходит, приводные/прижимные ролики просто скомкают мембрану. Метод также не работает, когда слои мембраны уложены с произвольным перехлестом или нижний слой пришит к основе, здесь лучше купить оборудование для сварки. Для сварки на плоской бетонной основе лучшее оборудование.
Автор: Жуков Александр Владимирович |