Что нужно для сварки пластика?

Сварка термическая пластика на сегодняшний день считается наиболее экономичной, а порой и безальтернативной технологией соединения полимерных деталей, поскольку она гарантирует высокую прочность и качество соединения, причём как при промышленном производстве, так и в домашних условиях.

При всём огромном разнообразии технологии варки пластмасс их все можно разделить на две большие группы.

• Нагревание краёв деталей до полурасплавленного состояния.
• Соединение деталей при помощи растворителей, т. н. жидкая (атермическая) сварка для пластика. Полужидкое состояние соединяемых деталей в этом случае достигается при помощи специальных реагентов.

Как происходит нагрев?

Температурная сварка технологически проста, а потому её охотно применяют и при промышленном, и при кустарном производстве. В зависимости от конкретных задач и используемого оборудования нагрев пластиковых деталей происходит следующими способами:

• горячей газовой струёй;
• добавлением на края соединяемых деталей расплавленной присадки;
• соединение деталей выполняет раскаленный сварочный инструмент;
• использованием лазерного, инфракрасного или светового пучка;
• использованием ультразвукового пучка;
• применением трения;
• применением высокочастотных электрических импульсов.

При проведении сварочных работ следует обязательно учитывать характер поведения полимера при воздействии на него высоких температур. По характеру поведения они подразделяются на…

• Термопласты, которые при переходе в полурасплавленное состояние не меняют свои химические свойства. Температурная сварка для пластика термопласта может быть применена многократно, поскольку она не изменяет его химический состав и эксплуатационные свойства.
• Реактопласты от нагревания изменяют свои химические свойства, причём эти изменения являются необратимыми. Часто эти изменения связаны с процессом окисления, при котором полимер обугливается, но так и не переходит в полурасплавленное состояние. Поэтому для их соединения применяются технологии, не связанные с нагревом. Кроме того, чрезмерный нагрев может вызвать появление опасных для здоровья газов, как это, например, происходит с АБС-пластиками. При сильном нагреве ABS-полимера выделяется ядовитый акрилонитрил.

Технология выполнения сварки полимеров

Какую технологию выполнения сварочных работ вы бы ни выбрали, она будет выполняться в несколько основных этапов.

• Разогрев краев соединяемых деталей. Эту задачу может выполнить нагретый инструмент, газовая струя или энергетический пучок различной природы (лазер, ультразвук, инфракрасное излучение и пр.).
• Соединение под давлением нагретых краёв деталей.
• Формирование в зоне сварочных работ единого полимерного полотна.

Наиболее важной для полученного результата является второй этап производимых работ. Именно на этом этапе происходит полурасплавление свариваемых деталей и перемешивание их в однородную массу. От качества и площади зоны перемешивания будет зависеть прочность полученного соединения. Следует понимать, что при некоторых видах сварки, прежде всего при ультразвуковой и импульсной высокочастотной, образование сварного шва происходит очень быстро.

Рассмотрим наиболее простые с технической стороны виды сваривания пластиковых деталей.

Сварка при помощи нагретого инструмента (термоконтактная сварка)

Чаще всего данную технологию применяют для варки труб, при производстве полимерных ёмкостей, соединении пластиковых деталей различных конструкций, в т. ч. и автомобильных.

Для этих целей чаще всего применяют метод прямого нагрева, для чего края соединяемых деталей сначала полурасплавляет плотно прижатый к ним разогретый инструмент. Затем края с усилием соединяют друг с другом, в результате чего происходит их сплавление. Для получения качественного результата необходимо держать края деталей под давлением до полного их остывания.

Устройства для термоконтактной сварки пластика могут работать встык и враструб. Последнее используется только для сварки полимерных и ПВХ-труб. Сварочный инструмент, работающий встык, способен соединять не только трубы, но и листовой пластик.

В домашних условиях как нагревательный инструмент можно использовать и простой паяльник. Правда, скорость сварочных работ будет крайне медленной, а расход электроэнергии, наоборот, большим. Поэтому лучше всего использовать паяльник для сварки небольших деталей.

Сварка нагретой сварочной струёй

Согласно данной технологии, пластиковые листы нагреваются сварочной струёй из строительного термофена или сопла горелки. Для нагрева пластика применяются аргон, азот, углекислый газ и даже обычный воздух. Сварка пластика феном считается наиболее экономичной. Но в нагретой феном воздушной струе содержится кислород, который при высоких температурах будет вступать в реакции окисления, разрывая полимерные цепочки и ухудшая качество соединения деталей.

Преимущества сварки нагретой газовой струёй:

• простой и доступный набор необходимого оборудования;
• процесс сварки не потребует от вас высокой квалификации;
• возможность выполнения сварочных работ в любом помещении, даже дома, поскольку этот вид сварки абсолютно безопасен и безвреден.

Однако у данной технологии имеются и свои ограничения, связанные с тем, что нагретая газовая струя сможет эффективно прогревать лист пластика толщиной не более 2 мм. Оптимальная же толщина — это не более 1.5 мм.

Различают два способа варки: с присадкой и без неё. В качестве присадки используются пластиковые полоски или прутки толщиной (диаметром) не более 2 мм. Обратите внимание, пруток (полоска) для сварки пластика должен быть из того же материала, что и соединяемые детали.

Существуют и другие технологии сварки пластиковых деталей, но они чаще всего применяются в промышленных условиях.