Изучаем сварку пластмасс

Сварка – это самая практичная и экономичная технология соединения пластмассовых элементов. Получаются соединения высокого качества, благодаря этому такая методика применяется на широкомасштабных производствах, а также в домашних условиях.

Содержание

Технология сваривания пластмассовых деталей

Технологический процесс соединения пластмасс довольно сложный, занимает большое количество времени. Для разных материалов может использоваться разная методика сваривания отдельных элементов.

Общие действия при сваривании пластмассовых образцов

Предварительно перед выполнением сварочных работ осуществляется подготовка пластмассовых элементов. Свариваемые поверхности не должны иметь никаких погрешностей, иначе сварной шов будет иметь дефекты.
Следующий шаг – проверка соответствия параметров пластмассы установленному ГОСТу. Специалист подбирает температуру для сварки данного материала, производит соединение деталей.
После завершения соединительного процесса изделию необходимо дать полностью остыть.

Если при выполнении сварочных работ были допущены некоторые ошибки, то они позднее проявятся как дефекты: подрезы, углубления, трещины и т. д. Исправлять подобные изъяны должны только специалисты. Методики для устранения дефектов могут использоваться разные, например, повторное нагревание изделия, замена некоторых составляющих, при помощи растяжения.

Необходимо также отметить обязательные условия для сварки образцов:

повышенная плотность контакта соединяемых поверхностей;
высокая температура;
выдержка соединения по времени под давлением, при охлаждении изделия.

Виды свариваемых пластмасс

Зависимо от формы полимера, параметров свариваемых деталей может использоваться различная техника соединения. Сварка применяется как для производства новых продуктов, так и для ремонта старых изделий.

Виды пластмасс, которые можно соединять сваркой:

поликарбонат;
полиэтилен;
полистирол;
поливинилацетат;
полипропилен;
нейлон;
поливинилхлорид.

Процесс соединения полиэтилена осуществляется посредством его нагревания до необходимой температуры, и последующего сжатия под давлением. Очень часто для этой цели используются ручные инструменты, подающие горячий воздух (в бытовых условиях обычно пользуются феном).

https://www.youtube.com/watch?v=0dkIduik2QU

Поливинилхлорид используется для изготовления полотен натяжных потолков, покрытий для пола (линолеума).

Полистирол используется для производства бытовых предметов.

Полипропилен применяется для соединения трубопроводов электрическим сварочным оборудованием, мощность которого – 1500В, сварочная температура – 260°.

Соединение остальных подвидов пластмассы осуществляется аналогично, температура сваривания может достигать 360°.

Характеристики пластмасс:

обладают повышенной механической прочностью, благодаря чему используются в качестве сырья для изготовления различных предметов;
способны выдерживать разные температуры;
могут обладать диэлектрическими показателями.

Для обработки пластмассовых изделий используются различные сварочные методики. К примеру, обработка высокочастотным током, контактным нагревом, газом, трением, ультразвуком. Все эти технологии являются довольно эффективными, поэтому часто применяются для соединения пластмассовых элементов.

Для каждой отрасли применяются конкретные типы сварки:

с использованием высокочастотного электрического поля;
контактно-тепловое плавление;
применение газовых теплоносителей с дополнительными присадками, без них.

[wpsm_box type=»info» float=»none» text_align=»left»]
При сваривании пластмассовых изделий необходимо работать в защитной маске, так как материал при сильном нагревании выделяет вредные компоненты.[/wpsm_box]

Методики сварки

Разные способы сваривания пластмассовых материалов отличаются последовательностью выполнения работ.

Сварка под давлением:

основания пластмассовых деталей прижимают между собой под давлением, далее активируют соединенные участки;
подвергнувшиеся активации поверхности свариваются;
контакт, активация осуществляются одновременно.

Процедуры сваривания пластмасс, происходящие в сварной зоне, напоминают соединение металлических изделий:

для разогрева соединяемых поверхностей подводится, преобразуется электроэнергия;
взаимодействие активированных поверхностей осуществляется при контакте;
формируется новая структура материала.

Сваривание пластмасс методом нагревания поверхностей:

в качестве теплоносителей для пластмассовых поверхностей используется присадка, горячий инструмент, газ;
осуществляется поглощение, преобразование высокочастотного механического (электрического) колебания либо механической (лучевой) энергии.

[wpsm_box type=»info» float=»none» text_align=»left»]
В независимости от варианта активации сущность процедуры сварки деталей заключается в передаче требуемой температуры свариваемым заготовкам. Материал в результате становится более пластичным, что способствует получению качественного прочного соединения.[/wpsm_box]

Оборудование для сварки пластиковых деталей

Для сваривания изделий из пластика может использоваться самое разнообразное оборудование, дополнительные приспособления. Но, все они входят в одну из четырех групп:

ручные устройства горячего воздуха;
сварочные ручные экструдеры;
сварочная машина для листов;
сварочные аппараты автоматические.

Соединение ультразвуком

Одной из наиболее современных технологий является ультразвуковая сварка пластмасс. Методика базируется на взаимодействии молекул пластмассы с ультразвуковыми колебаниями. Для некоторых несвариваемых материалов это — единственно возможный вариант соединения.

Технология ультразвуковой сварки

соединяемые элементы помещаются в специализированное гнездо (к нему подведен волновод);
волновой генератор вырабатывает колебания до 50 кГц, которые специальным прибором преобразуются механические колебания, направляются к волноводу;
пневматический механизм прижимает волновод к заготовкам;
под воздействием смешанных волн связь молекул полимеров ослабляется;
волна ультразвуковая после соединения заготовок перестает вырабатываться генератором, но изделия некоторое время продолжают оставаться в сварочной зоне, происходит укрепление новых молекулярных связей.

Чаще всего соединение полимерных изделий осуществляется внахлест точечно или по всему периметру.

Преимущества сварки ультразвуком

Экологически безопасная процедура: дополнительные химические соединения отсутствуют, не происходит избыточное нагревание материалов, вредные газы в процессе сварки не выделяются.
Сварка полимеров по данной технологии отличается высоким качеством, надежностью. Неразрывные соединения имеют высокие прочностные характеристики. Не нарушая внешнего вида изделия можно достичь высокой герметичности соединения (сварной шов отсутствует).
Ультразвуковая сварка – это универсальный вариант, который предоставляет возможность соединять полимеры разной структуры.
Данная методика лучше всего подходит для автоматизированных производственных процессов, поэтому эффективно используется на многих сборочных цехах.

Вывод

Технология для сварки пластмассы предоставляет возможность выполнять качественные соединения конструкций из поликарбоната, полистирола, прочих ПВХ материалов.