Сварка полимеров и пластмасс — главные особенности

 

Полимеры – это высокомолекулярные вещества, которые состоят из бесконечного числа мономеров (повторяющихся структур). На их основе создаются различные пластмассы.

Сегодня полимеры заняли почетное место в производстве и даже домашнем хозяйстве. Они применяются практически везде: от водопроводных труб до мебели. При этом, они значительно удешевляют производство и делают деталь значительно легче по весу.

Современные полимеры могут быть в нескольких физических состояниях: стеклообразное, вязко-текучее и высокоэластичное.

 Сварка полимеров заключается в нагревании рабочих поверхностей до вязко-текучего состояния и сплавления их под давлением. Благодаря этому, в зоне сварки полимеры перемешиваются, а воздух выдавливается. После остывания образуется монолитная деталь.

Однако есть полимеры, очень плохо поддающиеся сварке или совершенно несовместимые между собой. Например, эластомеры и реактопласты вообще не поддаются сварке, т.к. они не расплавляются нагревом.

Также важно перед началом работы подготовить поверхности. Рабочая область должна быть очищена от жира, внешнего пластикового слоя и любых загрязнений. При этом очистку необходимо проводить непосредственно перед сваркой. Для этого используется концентрированный этиловый спирт и любая неволокнистая ветошь. Верхний пластиковый слой удаляется специальным скребком. Требования чистоты распространяются также на сам рабочий инструмент.

Сварка полимеров производится несколькими способами:

• Нагретым газом. При этом свариваемые поверхности и сам присадочный материал нагревают до необходимой температуры сварки подачей горячего воздуха или газа. Сам газ нагревается газовыми горелками или электронагревателями. Присадочный элемент вдавливается в разделку шва. Без скоса кромок производится сварка листов, толщиной не более 4 мм. В процессе работы, по мере размягчения поверхностей сам пруток необходимо под небольшим постоянным давлением вжимать в основание разделки.

• Сварка нагретым инструментом. Еще ее называют контактно-тепловой. Это один из самых простых методов сварки пластмасс и полимеров. Применяется для изготовления разнообразных емкостей, соединения труб, различных конструкций и даже деталей машин.Сварка полимеров в этом случае происходит в два этапа: разогрев поверхностей инструментом и их контакт под определенным давлением. При этом необходимо вовремя удалить нагревающий инструмент, чтобы обеспечить оптимальную прочность соединения.

• Сварка экструдером. Это сварка специальным пистолетом с нагревателем, через который подается специальный присадочный прут. При этом, температура этого выходящего состава должна составлять 40-50 ºС. Варить можно как контактным, так и бесконтактным способом. При бесконтактном методе отсутствует потребность в дополнительном давлении, т.к. обеспечивается теплопередача непосредственно от самого инструмента к свариваемым деталям и уменьшаются тепловые потери.

• Сварка полимеров с помощью специальных растворителей. Обычно этот метод используется для соединения деталей из аморфных термопластов. При этом обе поверхности прижимаются к губке с минимальным количеством растворителя. После набухания они соединяются и держатся под давлением некоторое время. Для ускорения высыхания и испарения растворителя может быть применен нагрев деталей. Основной недостаток этого метода заключается в особой вредности склеивающих веществ. Поэтому он применяется только в крайнем случае.

Полимеры хорошо поддаются сварке. Кроме того, сварка полимеров не требует сложного и дорогостоящего оборудования, поэтому доступна даже в домашних условиях.

Способы сварки полимеров и пластмасс

Сварка полимеров и пластмасс заключается в нагреве свариваемых кромок до пластического вязкотекучего состояния и соединения их под не­которым давлением. Применяются следующие способы сварки:

Рис.1

1.  Сварка нагретым газом (рис. 1). Свариваемые кромки детали

4 и при­садочный материал нагревают до температуры сварки струей горячего воздуха или газа. Для нагрева воздуха (газа) используют электронагреватели или газовые горелки 1. Присадочный пруток 2 вдавливают в разделку шва 5; нагретые слои материала слипаются и приса­дочный пруток образует сварной шов 3. При сварке толстого материала в разделку шва последовательно укладывают несколько нагретых присадоч­ных прутков, как показано на рис. 2.

Рис.2

Сварку без скоса кромок при­меняют для соединения листов тол­щиной менее 4 мм. При большей толщине применяют V- и Х-образные разделки шва под углом 60°. При этом Х-образные швы более прочны. В процессе сварки по мере размяг­чения поверхностей свариваемых кромок и присадочного прутка необходимо непрерывно вжимать пруток в основание разделки под небольшим, но постоянным давлением. Для полу­чения полного провара необходимо у корня шва оставить зазор

0,4…0,5 мм. При сварке мягких термопластов (полиэтилен и др.) присадочный пруток вводят под тупым углом, чтобы обес­печить достаточное давление на сва­риваемые кромки. При сварке жестких термопластов (винипласт, органиче­ское стекло и др.) пруток вводят в раз­делку шва почти под углом 90° к шву.

Полиэтилен и полистирол при свар­ке нагревают горячим газом или воздухом до температуры не выше 160…180°. Органическое стекло рекомендуют сваривать струей возду­ха, нагретого до 200…220°С. Присадочным материалом служат прутки се­чением 7… 12 мм². Допускается ис­пользование сварочных прутков из винипласта диаметром 3,0…5,0 мм. Винипласт сваривают в размягчен­ном (вязкотекучем) состоянии при температуре 220…240°С. Присадоч­ным материалом служат сварочные прутки диаметром до

5 мм из пластифицированного винипласта. Процесс сварки осуществляется путем размягчения прутков и сцепления их с основным материалом.

Для сварки материалов толщиной 2…25 мм этим способом применяют го­релки ГГП-1-66. Теплоносителем является воздух в смеси с продуктами сгорания пропан-бутановой смеси. Масса горелки — 0,6 кг. Горелка ГЭП- 1А-67 работает с электроподогревом теплоносителя — газа (воздуха, азота и др.). Для этого на пути движения га­за в корпусе горелки установлена элек­троспираль. Масса горелки — 0,68 кг. Простота оборудования и технологии позволяет применять этот способ для сварки деталей любых размеров и конфигурации.

Следует учесть, что полимеры и пластмассы имеют высокий коэф­фициент температурного расширения (в 4…6 раз больше металлов). Это вызывает опасность возникнове­ния больших внутренних напряжений в сварном шве, ослабляющих сва­рное соединение и вызывающих ко­робление свариваемых деталей. Для получения хорошего сварного шва рекомендуется применять струю нагретого газа небольшого сечения (диаметр струи

3…5 мм), а также различные фиксирующие приспособле­ния.

2. Сварка контактным нагревом. При этом способе свариваемые поверх­ности нагревают с помощью электро­нагревателя; доводят их до вязкотеку­чего состояния; затем нагревательный элемент удаляют, а свариваемые по­верхности соединяют сдавливанием. Пленки соединяют внахлестку, при этом электронагревателем может служить электроутюг или специальное устройство с роликом или валиком. Этим способом сваривают пленки толщиной не более 2 мм, так как низкая теплопроводность затрудняет нагрев пластмасс до нужной тем­пературы.

Этот способ сварки годен как для мягких, так и для жестких по­лимеров и пластмасс. Однако он тре­бует больших затрат времени на нагрев, регулировку температуры и охлаждение шва (под давлением) после сварки.

3. Сварка токами высокой частоты. Свариваемые детали нагревают в вы­сокочастотном электрическом поле. После разогрева кромок до пластиче­ского состояния их сдавливают для получения прочного соединения. Этот способ очень экономичен и ши­роко распространен в промышлен­ности. Наибольшее применение по­лучила сварка высокочастотным то­ком изделий из поливинилхлорид­ных пластмасс. Например, для свар­ки винипласта применяют токи час­тотой 60…75 МГц. Толщина свариваемого материала 0,5…2 мм; при меньшей толщине непроизводительно расходуется теплота прижимаю­щих электродов. Производительность сварки в 5… 10 раз выше рассмот­ренных ранее способов.

Для шовной сварки пленок и лент применяют сварочные машины ЛГС-02, МСТ-ЗМ и др. Сварива­емый материал прокатывают между двумя вращающимися роликами-элек­тродами, к которым подключен высокочастотный ток. Сварка обеспечи­вает получение непрерывного, прочно­го и герметичного шва.

Нахлесточные соединения можно сваривать без скоса и со скосом кромок под углом 45°. Ширина шва 2…4 мм. Скорость сварки достигает 3 м/мин.

4. Сварка трением. Свариваемые кромки деталей нагревают до пласти­ческого состояния теплотой, выделяющейся при трении поверхностей этих кромок друг о друга. Для сварки одну часть детали закрепляют в патроне токарного или сверлильного станка и после вращения прижимают ко второй части детали, закрепленной неподвижно в специальном приспо­соблении. Поскольку термопласты имеют плохую теплопроводность, трущиеся поверхности быстро нагре­ваются. Давление сжатия в зави­симости от материала составляет 0,2…1 МПа.

Рис.3

Такой способ сварки не требует подготовки поверхности, так как плен­ка и грязь вытесняются при сварке. Преимуществом этого способа являет­ся быстрота сварки. В зоне трения тем­пература быстро повышается, обеспе­чивая моментальную сварку, в то время как температура материала около зоны сварки почти не изменяется. Однако этим способом мож­но сваривать только детали типа тел вращения. Кроме того, необходимость обеспечения давления для сварки делает этот способ применимым лишь для жестких термопластов. На рис. 3 показаны примеры сварных сое­динений из сплошного

(а) и полого (б) материалов.

5. Сварка ультразвуком. Ультразвукорая сварка является наиболее универсальным и перспективным способом сварки полимеров и пласт­масс благодаря своим широким технологическим возможностям. Локальное выделение теплоты в зоне сварки и нагрев до температуры, близкой к температуре плавления, исключают перегрев материала, наблюдаемый при других способах. Конструкция рабоче­го инструмента (волновода) допускает сварку в труднодоступных местах, а также позволяет получать точечные, прямолинейные и замкнутые швы различного контура (в зависимости от конфигурации рабочей части волново­да). Сварка производится на частотах

17…45 кГц. Электрические колебания, вырабатываемые генератором с по­мощью преобразователя (магнитострикционного или пьезоэлектрическо­го), преобразуются в механические колебания рабочего инструмента (вол­новода). Возникающие в материале высокочастотные механические коле­бания преобразуются в теплоту, идущую на нагрев и сварку мате­риала.

В промышленности применяют установку для полуавтоматической сварки УПШ-12 (с генератором ГУФ-28/40 мощностью 40 Вт, предназначенную для сварки синтетических тканей толщиной 0…1 мм), аппаратуры типа УЗАП и др. Для ручной сварки получили распространение аппараты РУСУ-28 и РУСУ-50

Сварка термопласта — сварка горячим воздухом | ПластЭксперт

Общие положения сварки термопластов

В отличие от  таких синтетических материалов, как дурапласты и эластомеры, термопласты обладают важным преимуществом: под воздействием тепла они размягчаются и становятся пластичными, что позволяет использовать их для сварки.  По сравнению с другими способами соединения материалов, например при помощи винтов и заклепок и т.п., сварка позволяет получить адгезивный  шов с ровной, неповрежденной поверхностью, без засечек и надрезов, с равномерным распределением напряжения. Подобный способ соединения пользуется популярностью при обработке многих видов полимеров. Так, например:

Полиэтилен (РЕ): резервуары для воды, канистры, облицовка стен бассейнов

Полипропилен (РР): садовая мебель, сточные трубы, ведра, контейнеры

Поливинилхлорид (PVC): облицовка стен бассейнов, сточные трубы, водостоки

АБС (ABS): чемоданы, запасные части для велосипедов

Кроме того, сварка используется при изготовлении различных изделий из плит: ящиков, перил, PVC-полов. А также для изготовления и ремонта труб, шлангов, соединения и ремонта пленки.

 

Сварка горячим воздухом (горячим газом)

Термин «сварка горячим газом» имеет историческое происхождение.

В самом начале, когда способы обработки пластиков только разрабатывались, воздух в сварочных аппаратах действительно подогревался при помощи газовой горелки. Подобный способ сварки нельзя было назвать безопасным или практичным. Со временем появились аппараты с электрическим подогревом, которые позволяли регулировать температуру воздуха.

Однако, обозначение «сварка горячим газом» осталось.

Сварка термопластов состоит из следующих этапов:

Подготовка поверхности свариваемых деталей,

Разогрев зон сварки,

Сварка деталей,

Охлаждение сварочного шва (сваренные детали находятся под давлением),

Освобождение сваренных деталей от давления,

Обработка сварочного шва

 Качество сварочного шва выражается валентным соотношением. Под валентным соотношением понимается соотношение прочности сварочного шва и прочности основного материала. Как правило, удовлетворительным считается валентное соотношение от 0,6 до 0,8.  Это означает, что прочность шва составляет 60-80% от прочности основного материала. Однако хороший сварщик достигает более высоких значений, до 100% в зависимости от свариваемого материала.

 

Общая информация о способах сварки горячим воздухом

При сварке горячим воздухом соединяемые поверхности и сварочная проволока разогреваются при помощи горячего воздуха до температуры плавления и свариваются под давлением. Горячий воздух поступает из круглой фильеры сварочного аппарата, при этом аппарат направляется одной рукой вертикальными маятникообразными движениями, а сварочный материал придерживается другой рукой.

Подобный способ сварки, который называют веерным, не является  продуктивным, т.к. скорость сварки засчет повторяющихся маятникообразных движений невелика. Именно поэтому был разработан скорый способ сварки, в котором вместо круглой фильеры применяется фильера для быстрой сварки, а свариваемые поверхности и сварочный материал разогреваются предварительно, при этом сварочная проволока вплавляется фильерой в сварную зону.

Веерный способ сварки применяют, как правило, только для сварки деталей с маленьким радиусом или для сварки в труднодоступных местах, т.к. данный способ не очень удобен и требует определенного навыка.

 

Для чего нужна сварка горячим воздухом

Сварка горячим воздухом – один из важнейших способов сварки термопластов и, кроме того, самый старый. Следует отметить, что его успешное применение требует некоторого навыка. Этот метод применяется для соединения отрезков плит при изготовлении различных изделий, для сварки труб и профилей.

Для сварки пригодны все без исключения термопласты. В основном и чаще всего сварка горячим воздухом применяется для соединения твердого и мягкого РЕ, РР, твердого, мягкого и ударопрочного PVC, а так же ABS и РММА. Сварка различных термопластов, даже со сходной формулой, не рекомендуется. В виде исключения допускается сварка твердого PVC с РММА или соединение двух деталей из РММА при помощи сварочной проволоки из PVC. Однако не следует ожидать, что подобное соединение окажется прочным.

 

Оборудование и вспомогательные средства для сварки горячим воздухом

Прежде всего, Вам потребуется аппарат, который обеспечит подачу необходимого для сварки горячего воздуха. Для сварки в домашних условиях лучше всего подходят сварочные аппараты с греющей мощностью 0,5-1 к Вт, т.к. их можно подключать напрямую к сети переменного тока.  Поток воздуха, подаваемый к сварочному аппарату, нагнетается маленьким компрессором. Существуют также сварочные аппараты, ручка которых оснащена миниатюрным воздуходувным устройством. Однако, подобные аппараты менее удобны в обращении из-за большого веса и диаметра ручки, чем аппараты, подключаемые к внешнему компрессору.

Для сварки Вам понадобятся следующие инструменты:

Струбцины и захваты для фиксирования свариваемых деталей,

Бокорезы для среза проволоки наискосок,

Цикля для правки соединяемых поверхностей и сварочного материала,

Трехгранный шабер для удаления перегоревших остатков проволоки из сварной зоны,

Прижимной ролик для обработки сварочного шнура из мягкого PVC

Как уже говорилось, для соединения деталей требуется сварочный материал. Он выпускается, в виде прутка, проволоки или шнура. Сварочный материал должен быть изготовлен из того же самого материала, что и свариваемые поверхности. Обычно применяется пруток диаметром 3-4 мм. Для быстрой сварки можно использовать материал с большим диаметром, а так же материал с овальным, прямоугольным или трехгранным сечением.

 

Условия сварки горячим воздухом

Важнейшим условием после выбора подходящего сварочного материала, является правильный выбор температуры нагрева воздуха для сварки. Ориентировочные температуры приводятся в таблице № 1.

Для того чтобы проверить, нагрелся ли воздух, подаваемый сварочным аппаратом, до необходимой температуры, следует поднести термометр к фильере на расстояние ок. 5 мм. Температура должна достигать, по меньшей мере, нижнего значения, приведенного в таблице. При обработке твердого PVC в правильном выборе температуры можно убедиться, направив поток горячего воздуха на кусочек PVC. Если через 4-5 секунд PVC начал темнеть, то температура выбрана правильно. Если же через 2-3 секунды PVC приобрел темно-коричневый цвет, то температура воздуха слишком высока. В таком случае, для большинства сварочных аппаратов подача воздуха должна быть усилена, или, если существует возможность регулировки, следует уменьшить подачу электроэнергии.

Необходимое давление сварочного воздуха составляет 0,3-0,8 бар, необходимый объем воздуха – 50 л/мин. Если же используется воздух, нагнетаемый централизованной компрессорной установкой, то следует обратить внимание на то, чтобы воздух был чистым, без примесей масла и влаги.

Большую роль в процессе сварки играет сила нажатия на сварочный материал. Она зависит в основном от диаметра сварочного материала и от текучести термопласта. Чем толще сварочный пруток и чем более тугоплавким является термопласт, тем больше должна быть сила нажатия.

Для твердого PVC (диаметр сварочного прутка 3 мм) сила нажатия составляет 0,7-1,2 kp (7-12 Н) или 1,5-2,0 kp (15-20 Н) при диаметре сварочного прутка 4 мм.

Однако сила нажатия ни в коем случае не должна быть выше необходимой.

Т.к. РЕ и РР более текучи, чем твердый PVC, сила нажатия при сварке этих полимеров должна быть несколько меньше.

Тем, кто не имеет ясного представления о силе нажатия при сварке, мы рекомендуем потренироваться в сварке, положив детали на весы. Для сварки мягкого PVC и других резиноподобных термопластов, таких как мягкий РЕ, с подходящим сварочным шнуром, мы рекомендуем использовать прижимной валик.

Далее следует обратить внимание на то, что фильера выбирается в зависимости от диаметра сварочного материала. Правильно подобранной считается фильера, чье выходное отверстие на 1-2 мм больше диаметра проволоки. У современных аппаратов сварочную фильеру легко заменить.

 

Как приобрести навыки сварки горячим воздухом

Особого умения и сноровки требует обработка твердого PVC, т.к. этот термопласт легко разлагается под действием высокой температуры, а при слишком низкой температуре соединения получаются непрочными. Самый простой способ приобрести некоторый опыт – сделать наплавку сварочного прутка на гладком отрезке плиты из твердого PVC или РЕ. Для этого лучше всего подойдет отрезок толщиной 3-4 мм. Его следует закрепить зажимами на жаропрочной подложке (например, подойдет картон Pertinax), которая, в свою очередь зажата в тиски горизонтально. Предполагаемая сварная зона и сварочный пруток должны быть чистыми. Для очистки не следует применять жидкости, растворяющие или деформирующие термопласты. Рекомендуется обработать поверхность и пруток протяжным шабером. Прежде всего, эта рекомендация касается РЕ и РР, которые долгое время хранились на складе, т.к. поверхность этих полиолефинов под воздействием окружающей среды, например – света, меняется. Сварочный пруток обрабатывается наждачным полотном (зерно 240).

Следующим важным шагом является обрезка прутка наискосок. Если не сделать этого, то между плитой и началом навариваемого прутка не будет плавного перехода.

После проверки температуры воздуха можно начинать сварку. Направление движения аппарата – слева направо.

Веерный способ сварки

Разогрев производится круглой фильерой. Сначала конец сварочного материала обрезается наискосок бокорезами. Затем, конец удерживается перпендикулярно у начала кромок материала, предназначенного для сварки, и начинает разогреваться вместе с материалом. Для того чтобы горячий воздух равномерно попадал на плиты и сварочную проволоку, фильера должна совершать маятникообразные движения. Сварочная проволока с нажимом ведется вдоль направления шва. Т.к. проволока продолжает удерживаться перпендикулярно, она нагревается только в области изгиба.

 

Рис.1

 

Сварка протяжкой

Прежде всего, следует вставить конец сварочного прутка в ведущее отверстие фильеры для скорой сварки так, чтобы он выглядывал из отверстия на 2 см. Затем следует разогреть горячим воздухом основной материал в том месте, с которого начнется сварка. Старайтесь при этом начать сварку прямо с края.  Рассмотрите при ярком свете материал. PVC сначала поблескивает, потом появляются мелкие пузырьки, слегка меняющие цвет. РЕ и РР становятся матовыми. Это самый подходящий момент для начала сварки. Разогретый сварочный материал заостренным концом плотно прижимается к основному, фильера с равномерным нажатием ведется вдоль стыка основного материала.

 

При сварке PVC пруток следует придерживать рукой, при сварке РЕ и РР это делать не обязательно. Если пруток обрывается или же начинает вытекать сбоку из сварочной фильеры, то скорость сварки слишком низка. При слишком высокой скорости пруток и плиты разогреваются недостаточно, и, следовательно, соединение получается непрочным. Шов легко снимется после окончания сварки.

Если сварочный аппарат отрегулирован правильно и температура нагрева воздуха нормальная, то перед прутком и сбоку от него должен образоваться маленький наплыв пластика (сварочный кант). Образование этого наплыва обеспечивает прочность сварочного шва.

Для тренировки приварите по всей длине отрезка плиты сварочный пруток, затем, вплотную к нему, второй. Ведите пруток до внешнего края плиты, затем чисто обрежьте его по краю бокорезами или горячим ножом. Второй пруток с легким нажимом вплавляется в желоб, образованный первым наваренным прутком и поверхностью плиты. Таким же образом навариваются и остальные прутки.

 

Прерывание сварочного шва

Если возникла необходимость прервать сварочный шов (например, в случае, если сварочный пруток закончился и нужно заправить новый), конец прутка под минимальным углом  наискосок срезают слегка нагретым ножом. Новый равным образом заточенный пруток прижимают к шву. Место стыка сплавляется.

 

Ошибки при сварке горячим воздухом

Особенно важным условием является равномерный предварительный подогрев основного и сварочного материалов. Если пруток будет разогрет сильно, а основной материал – слишком слабо, то невозможно будет производить сварку с необходимой силой нажима. Из-за этого соединение прутка и основного материал получится непрочным, и пруток можно будет легко удалить.

Вы так же не сможете добиться хорошего результата, если сварка будет производиться со слабым нажимом или при помощи недостаточно горячего воздуха. Слишком высокая температура или слишком низкая скорость сварки (слишком долгое воздействие высокой температуры на пластик) ведут к повреждению термопластов. Так, например, у PVC образуются потемневшие или обугленные участки.

Следует обратить внимание и на то, как Вы держите сварочный пруток. При веерной сварке его следует держать вертикально, перпендикулярно поверхности основного материала, т.к. только в этом случае нажим на зону сварки будет равномерным, а пруток не вытянется и не утончится. Если Вы будете держать пруток под наклоном, это приведет к замерзанию растягивающего и сжимающего усилия. Если подобный шов разогреть снова, как, например, в случае, когда необходимо наложить новый слой,  то старый шов может разойтись. При сварке протяжкой также следует направлять пруток рукой.

Для проверки прочности охлажденный шов разогревается еще раз. Если шов выполнен правильно, то по всей его длине не должно быть никаких дефектов.

Если при сварке пруток держится или направляется неправильно, то существует опасность того, что материал будет слишком сильно растянут. Для PVC недопустимым считается растяжение материала, превышающее 20% от общей длины сварочного прутка. Чтобы проконтролировать, допускаются ли подобные ошибки, отметьте ручкой  на сварочной проволоке отрезок длиной 1000 мм. Затем замерьте длину шва, созданного при помощи этого отрезка, она не должна составить больше 120 мм.

При сварке РЕ, РР и РММА  допустимое растяжение составляет 10% от обще длины сварочного материала.

 

Подготовка зон сварки

Определяющими параметрами при выборе способа соединения являются плотность материала и тип нагрузки. В общем и целом виды швов, применяемых при сварке термопластов  горячим воздухом, сходны со швами, применяемыми для сварки металлов.

 

Рис. 3

Для сварки плит встык применяются следующие виды швов: V- образный и X-образный, а для тавровой сварки – полу-V-образный или K-образный шов.  

Особое внимание хотелось бы обратить на V- образный шов.

Вся информация, приведенная ниже, касается также других видов сварочных швов. При раскрое термопластов следует обратить внимание на то, чтобы сварочный шов перекрыл расстояние 0,5-1,0 мм. Кромки плит следует срезать так, чтобы при составлении плит встык между кромками образовался угол 60° (см. рис.3).  Если толщина плиты более 6 мм, то угол должен составлять 70°. Кроме того, для сварки толстых плит рекомендуется применять Х-образный шов. Плиты следует зафиксировать зажимами на теплоустойчивой поверхности таким образом, чтобы при применении сварочной проволоки толщиной 2 мм у «основания», расстояние между плитами  было 0,5 мм.

Если для заполнения основания используется сварочная проволока диаметром 3 мм, расстояние между плитами увеличивается до 1 мм.

 

Фиксация

Зачастую бывает достаточно сложно фиксировать свариваемые плиты струбцинами. Именно поэтому мы рекомендуем применять сметывание. В этом случае обе плиты скрепляются друг с другом при помощи специальной фильеры для сметывания без сварочного прутка. Фильера, имеющая форму заостренной трубочки,  с легким нажатием ведется вдоль стыка обеих частей так, что они свариваются друг с другом. Если результат сметывания Вас не устраивает, Вы сможете легко разделить плиты и повторить операцию. В случае если сметывание прошло успешно, можно начинать сварку. Обращаем Ваше внимание на то, что прочность сметочного шва никогда не достигает прочности сварки, произведенной с помощью дополнительного материала (сварочного прутка), поэтому сметывание может использоваться только для фиксации плит.

Температурные установки при сметывании соответствуют температуре сварки материала. Скорость сварки следует выбирать с учетом того, чтобы, с одной стороны, можно было соединить кромки плит, и, с другой стороны, чтобы фильера аппарата не поддевала свариваемый пластик, т.к. в этом случае она засорится, и горячий воздух будет поступать в недостаточном количестве.

Перед сметыванием плит необходимо всегда проводить подготовку зон сварки.

 

Сварка при помощи V-образного шва

Первый шов закладывается в основание стыка плит.

 

Рис. 4

 При этом следует обратить внимание на то, чтобы при сварке справа и слева от шва образовывалась «сварочная пена». Только в этом случае удастся достичь необходимой плотности и прочности первого шва. На рис.2 показано, как следует держать аппарат. Ни в коем случае не должны образовываться пустоты между закладываемыми швами. Если при сварке PVC из-за слишком высокой температуры образуются темно-коричневые или же черные участки, их следует удалить трехгранным шабером. Когда V-образный шов будет готов, и Вы захотите убедиться, что в процессе сварки не образовались пустоты, и не было сожженных участков, посмотрите поперечный срез сварочного шва. Если сварка была произведена правильно, то Вы едва сможете различить границы между тремя швами. Если же границы отчетливо видны или если заметны темные участки, то это свидетельствует о том, что сварщику еще не хватает опыта и сожженный материал следует удалить.

 

Обработка сварочного шва

На практике сварочные швы обычно не обрабатываются из экономических соображений.

Однако при желании обработку шва можно произвести при помощи специального ножа для обработки швов. При обработке шва следует обратить внимание на то, чтобы нож не оставлял засечек. Оставшиеся неровности следует обработать циклей, увлажнив материал достаточным количеством воды.

 

Создание сварочных швов другой формы

В качестве альтернативной возможности на рис. 5 изображен процесс сварки Х-образным швом, под которым подразумевается наслоение швов один на один. Ширина ребра составляет 1 мм. Прежде всего, один из участков Х-образного шва частично сваривается. Затем с обеих сторон в основании шва делается углубление круглой формы, после чего симметрично с обеих сторон поочередно прокладывается шов.  На рис. 6 показан пример создания Т-образного соединения плит при помощи HV- или К-образного шва.

 

 

Рис. 5

Рис. 6

 

Сварка полов из PVC

Половое покрытие на базе мягкого PVC уже давно применяется в жилых помещениях, кухнях и на производстве. Подобное покрытие кладется встык и склеивается с основанием. Однако данная техника не обеспечивает абсолютной водонепроницаемости полов. Если покрытие из PVC применяется в комнатах с повышенной влажностью или же в комнатах, где велика вероятность попадания большого количества жидкости на пол, таких, как ванные комнаты, кухни, прачечные, мы предлагаем применить  сварку стыков покрытия. Если сварочный шов выполнен по всем правилам, то полы становятся полностью водонепроницаемыми. Сварочный шов может также служить украшением полов, если он выполнен при помощи прутка другого цвета. Помимо инструментов, упомянутых в главе

Оборудование и вспомогательные средства для сварки горячим воздухом,

Вам потребуется фуганок или шабер для подготовки стыков у ранее приклеенного покрытия и специальный нож с лезвием полусерповидной формы. Давление на пруток при сварке обеспечивается сварочной фильерой, которая также ведет пруток.  Необходимая сила давления составляет 1-3 kp в зависимости от диаметра сварочного прутка.  Зоны сварки должны быть чистыми. Ни в коем случае не допускается попадание на них влаги или масла. Механический способ очистки является в данном случае оптимальным, и только  в случае сильного загрязнения возможна очистка зон сварки мыльным раствором. При сильных масляных загрязнениях применяется денатурированный спирт или медицинский бензин (петролейный эфир). Допускается только кратковременный контакт вышеперечисленных средств с PVC. Для очистки ни в коем случае не следует применять органические жидкости, такие, как трихлорэтилен, эфир уксусной кислоты или ацетон, т.к. они способствуют растворению PVC.

Прежде всего, швы покрытия растачиваются фуганком или шабером таким образом, чтобы между листами покрытия можно было заложить шов.  

Пожалуйста, ориентируйтесь на пример, представленный на рис.7. Диаметр прутка должен быть на 1 мм больше, чем диаметр канала «а». Обычно диаметр прутка 4-5 мм. Глубина канала «t» должна составлять 2/3 от толщины покрытия «d». Как правило, сварка производится слева направо.

 

Рис. 7

 

Отработка навыков сварки

В случае, если Вы никогда не занимались сваркой пластика, рекомендуем Вам потренироваться. Для этого можно прикрепить кнопками или гвоздями отрезок PVC-покрытия к доске. После этого по металлической линейке фуганком протачивается канал. На нем и будут отрабатываться навыки.

 

Обработка сварочного шва

Выступающий над поверхностью полов шов срезается острым ножом с лезвием полусерповидной формы.

 

Сварка пленки

Для сварки пленки из РЕ или PVC также применяется сварка горячим воздухом.

Для этого Вам потребуется специальная фильера, т.н. фильера с широким щелевым отверстием, и ролик из резины для прижима сварочного шва.

Перед сваркой отрезки пленки располагаются внахлестку на 3-5 см.

Сварка производится следующим образом: одной рукой ведется сварочный аппарат, а другой, при помощи ролика, прижимается шов. Если температура сварки и сила давления ролика выбраны правильно, то на краю верхнего отрезка пленки образуется небольшое утолщение (ребро).

Чтобы пленка при сварке не скатывалась, ее следует предварительно сметать в нескольких местах.

Начинающим мы рекомендуем потренироваться. Получившийся в результате шов следует проверить на разрыв.

Для ремонта пленки также применяется вышеописанный метод. Заплатка выкраивается из того же материала, из которого изготовлено требующее ремонта полотно. Для того чтобы полотно не сместилось в процессе сварки, мы рекомендуем прижать его в середине.

 

Окантовка

Когда возникает необходимость изготовить держатели, уголки и U-образный профиль, можно воспользоваться методом угловой сварки, но для некрупных предметов (шириной до 60 см), мы рекомендуем применять окантовку.

Прежде чем приступить к сварке, в детали под углом 90° при помощи фрезы протачивается паз. Глубина паза меньше толщины материала на 2-3 мм. После этого паз следует очистить от стружек и зафиксировать деталь на подложке.

Сварка производится аппаратом без насадки. Поток горячего воздуха медленно и равномерно направляется вдоль паза, от начала к концу. После того, как стенки паза размягчатся (проверить это можно при помощи любого заостренного предмета, например, гвоздя), незакрепленный конец детали осторожно отгибается в нужную позицию и придерживается до той поры, пока шов не застынет.  При этом в месте стыка возникает небольшое утолщение.

 

Таб.  1. Обработка

Термопласт	Температура горячего воздуха (С°)*	Мощность сварки (N) Сварочный пруток 3 мм	Мощность сварки (N) Сварочный пруток 4 мм
РЕ твердый	220-280	10 — 16	25 – 35
РЕ мягкий	190-250
РР	230-280	10 — 16	25 – 35
PVC твердый	300-350	8 — 12	15 — 25
PVC мягкий	250-300	4 — 8	7 — 12
* — измерения проводились на расстоянии 5 мм от выходного отверстия сварочной насадки

  

Объявления о покупке и продаже оборудования можно посмотреть на         

Обсудить достоинства марок полимеров и их свойства можно на               

Зарегистрировать свою компанию в Каталоге предприятий

Сварка полимеров — Энциклопедия по машиностроению XXL

На рис. 386, а представлено изображение и обозначение сварного шва при сварке полимеров (пластмасс). Параметры шва  [c.212]

Значительное распространение в СССР и за рубежом получила сварка полимеров токами высокой частоты. Хорошо свариваются материалы, не являющиеся хорошими диэлектриками, например полихлорвиниловый пластикат для бытовых нужд, при этом изделия нагреваются равномерно по толщине.  [c.142]

Метод сварки пластмасс ультразвуком разработан в сварочных лабораториях МВТУ — МЭИ (рис. 17 и 18), в НИАТ. Ультразвуковая волна с частотой около 30 тыс. гц пропускается нормально к соединяемым плоскостям УПК-15. Сваривать можно различные полимеры при разных толщинах частей толщиной от нескольких десятых миллиметра до 10 мм и более. Сварка ультразвуком производится при разных формах волноводов, позволяющих осуществлять соединения точками, швом и по сложному периметру с одной установки. Процесс автоматизирован, производителен, дает стабильное качество. Перед сварщиками стоят задачи дальнейшего усовершенствования оборудования, разработки технологии сварки полимеров, полимеров с металлами, а также изучения работы соединений в различных усло ях эксплуатации.  [c.143]

В последнее время в промышленности, строительстве и сельском хозяйстве находят все более широкое применение полимерные материалы. Использование этих материалов снижает вес изделий, габаритные размеры, эксплуатационные расходы и повышает производительность труда. В предстоящие двадцать лет производство синтетических смол и пластических масс будет увеличено примерно в шестьдесят раз. В связи с широким использованием полимеров в качестве конструкционных материалов возникла проблема их соединения. В промышленности используется несколько методов сварки полимеров теплоносителями, 8  [c.8] Сварку полимеров и пластмасс производят путем нагрева свариваемых деталей до пластического вязкотекучего состояния и соединения их под давлением.  [c.111]

Рис. 4.2. Сварка полимеров а — нагретым воздухом б, в — К-, К-образным швом

Сварка полимеров с помощью инфракрасного излучения является универсальной. Она основана на явлении превращения лучистой энергии в тепловую внутри ма-  [c.669]

Рекомендуют следующую температуру ( 15°С) газа-теплоносителя при сварке полимеров при расстоянии между соплом и свариваемыми кромками 6 мм  [c.244]

К числу первых можно отнести сварку нагретым элементом (роликом, клином, лентой и т. п.), присадкой и газовым теплоносителями. Ко вторым относятся сварка токами высокой частоты, инфракрасным излучением, трением и ультразвуком. Следует, однако, отметить, что эта классификация относительно ультразвуковой сварки несколько условна. Свариваемый материал в процессе УЗС находится под воздействием двух факторов 1) скорости колебательного смещения и колебательного давления сварочного наконечника 2) температура сварочного наконечника, которая является следствием внутренних потерь в материале концентратора—волноводном звене, передающем энергию механических колебаний в зону сварки. Эти потери весьма велики, что приводит к его разогреву. Вследствие этого, сварочный наконечник является внешним источником тепловой энергии, которая также существенно влияет на процесс сварки. Отсюда следует, что УЗС по принципу ввода энергии в классификации методов сварки полимеров занимает особое место.  [c.143]

Из физико-механических свойств полимеров, в наибольшей степени влияющих на их свариваемость, в первую очередь следует упомянуть температурный интервал сварки (ТИС), вязкость полимера при температуре сварки, или показатель текучести расплава (ПТР), деформационные свойства полимера, т.е. его способность к пластическому течению под действием механических нагрузок, способность к упругому восстановлению размеров и формы после снятия нагрузки. Кроме того, возможность сварки полимеров тем или иным способом определяется также рядом специфических свойств, в частности фактором диэлектрических потерь, обусловливающих возможность нагрева полимера в поле токов высокой частоты (ТВЧ), модулем упругости (при ультразвуковой сварке), спектром поглощения инфракрасного излучения (при сварке радиационным нагревом), способностью растворяться в органических растворителях (при сварке растворителем).  [c.12]

Механизм образования сварных соединений при сварке фторполимеров, как и других термопластов, зависит от температуры сварки. При температуре ниже температуры текучести полимера (при сварке полимеров типа фторопласта-4) свариваемые поверхности находятся в высокоэластическом состоянии и образование сварных соединений обусловлено главным образом диффузией сегментов через границу раздела. Прочность сварных соединений в этом случае возрастает с повышением температуры и увеличением продолжительности сварки. Зависимость прочности от температуры сварки имеет экспоненциальный характер и описывается уравнением  [c.23]

Сварка полимеров с помощью инфракрасного (ИК) излучения является универсальной. Она основана на превращении лучистой энергии в тепловую внутри материала. ИК-лучи могут отражаться, преломляться и поглощаться. Преобладание того или иного явления зависит от длины волны излучения. Если частота ИК-из-лучения совпадает с собственной частотой колебаний элементарных частиц вещества, то происходит резонансное поглощение. Энергетическое распределение поглощения зависит от типа материала и состояния его поверхности.  [c.855]

В связи с тем что ни один из перечисленных способов в полной мере не удовлетворяет требованиям стабильности и надежности процесса ультразвуковой сварки полимеров, в МВТУ им. Баумана был разработан новый способ регулирования продолжительности сварочного импульса, основанный на контроле  [c.223]

При ультразвуковой сварке полимеров одним из параметров, наиболее существенно влияющих на качество сварного соединения, является продолжительность ультразвукового импульса. В целя — повышения качества сварного соединения предложен способ автоматического ограничения продолжительности ультразвукового импульса, основанный на непрерывном слежении за проходящей через полимер ультразвуковой энергией. Иллюстраций 4.  [c.268]

Рис. 26. Разделка кромок при сварке полимеров горячим воздухом

Процесс сварки полимеров происходит под действием сил адгезии в результате переплетения молекул поверхностных слоев и их взаимодиффузии с образованием прочной связи.  [c.310]

При сварке полимеров происходит диффузия, определяемая, как и деформация, характером подвижности молекул.  [c.313]

Диффузионная сварка полимеров в набухшем состоянии в результате действия растворителя находит широкое применение для соединения термопластов аморфной структуры (изделий из органического стекла, полистирола, винипласта и эфиров целлюлозы).  [c.8]

Для нагрева диэлектриков используется электрическое поле конденсатора С. Поэтому всякое устройство для высокочастотной сварки полимеров можно рассматривать как конденсатор, который называют рабочим, со свойственными ему диэлектрическими потерями, так как свариваемый материал, сжимаемый между пластинами конденсатора (сварочными электродами), не является идеальным диэлектриком. Генератор может быть отделен от сварочного устройства (первая группа оборудования) или составлять единое целое со сварочным устройством (вторая группа оборудования).  [c.164]

На роликовых машинах можно производить и точечную сварку. Установка для роликовой сварки типа ЛГС-0,2 состоит из лампового генератора, смонтированного в отдельном шкафу и сварочной машины с регулируемым электроприводом. Напряжение высокой частоты подводится к рабочему конденсатору, образованному двумя роликами, между которыми происходит сварка полимера. Ведущий ролик приводится в движение электродвигателем постоянного тока. Скорость вращения ролика может регулироваться изменением напряжения на двигателе с помощью регулятора напряжения 2АТ.  [c.169]

Как было указано, сварка полимеров за счет диффузии возможна только в стадии вязкотекучего состояния и зависит от множества факторов. Основными факторами, способствующими протеканию сварки, являются температура, давление и продолжительность сварки, скорость нагрева и охлаждения материала свариваемых деталей (см. гл. И). Выбор данных параметров режима и технологии сварки определяется материалом, типом конструкции, условиями ее эксплуатации и т. д. Разрабатывая технологию и режим сварки, следует исходить также из того, чтобы обеспечить оптимальные соотношения механических свойств непосредственно в шве, околошовной зоне и основном материале.  [c.28]

Различие одних и тех же материалов по индексу расплава практически сказывается на прочности их сварного соединения, так как в процессе осадки стыка при реологическом течении таких полимеров в контакт между собой будут входить слои материалов с различной вязкостью расплава. Материалы с малым индексом расплава имеют меньшую скорость оплавления Von, чем те же материалы с большим индексом расплава. В этой связи необходимо корректировать основные параметры рекомендуемого режима сварки полимеров (температуру и давление) с учетом их индекса расплава. Поэтому при  [c.48]

ГЛАВА 20 СВАРКА ПОЛИМЕРОВ И ПЛАСТМАСС  [c.143]

Сварка полимеров и пластмасс заключается в нагреве свариваемых кромок до пластического вязкотекучего состояния и соединения их под некоторым давлением. Применяются следующие способы сварки  [c.145]

На процесс сварки полимера большое влияние оказывают, помимо химического состава полимера, технология изготовления пластмассы. В частности, частота исходных материалов, отсутствие перегрева при изготовлении и характер последующей обработки имеют существенное значение. При выборе способа сварки следует учитывать и физико-химические свойства пластмассы, толщину материала, тип конструкции, серийность выпуска и другие факторы. Сейчас разработаны и применяются самые различные способы сварки, с помощью которых обеспечивается соединение деталей из всех до сих пор известных термопластов.  [c.189]

Рис. 4-37. Примеры сварки полимеров

Кроме того, источники ИК-излучения для сварки полимеров должны обеспечивать возможность получения без специальных устройств узкого вытянутого пучка излучения, направленного в зону сварки, а также отличаться способностью длительно и стабильно работать в сварочных головках.  [c.10]

Наиболее приемлемыми для сварки полимеров являются силитовые стержни и нагревательные спирали из хромистой стали, а также стержневые кварцевые лампы. Силитовый излучатель представляет собой полый стержень из карбида кремния, смешанного с глиной и подвергнутого обжигу. Обладая значительным сопротивлением, стержень накаляется током до рабочей температуры 980—1100° С и дает непрерывный спектр излучения. Используя этот излучатель, технически несложно создать вытянутый пучок излучения протяженностью, равной длине рабочего участка стержня. Силитовый стержень можно приблизить к свариваемому материалу до 7—10 мм и получить довольно высокую энергетическую освещенность.  [c.10]

Волновод ступенчатой формы имеет максимально возможный Ку, прост в изготовлении, но резонирует в узком диапазоне частот. Такие волноводы применяются в системах, где требуется большая амплитуда сварочного наконечника, например для сварки полимеров. Практически его рационально использовать в качестве первой ступени двухполуволнового концентратора.  [c.80]

Сварка полимеров ультразвуком производится по схе.ме, изображенно на рис. 27, — колебания волновода направлены перпендикулярно плоскостям стыкуе.чых элементов.  [c.30]

Различие в механизме днффузин объясняет разницу в характере связи прн сварке полимеров в высокоэластичном и вязко-текучем состоянин. В первом случае излом сварного соединения проходит по первоначальной поверхностн контакта, а прн разогреве этих соединений выше температуры размягчения иногда наблюдается снижение прочности или даже расслаивание. При сварке в вязко-текучем состоянии даже прн разрушении по сварному шву вид излома, как правило, аналогичен виду излома по целому материалу. Длительная  [c.314]

Температура сварки. Одним из основных технологических параметров сварки нагретым газом является температура струи газа на выходе из наконечника нагревателя. В качестве газа-теплоносителя чаще всего используют воздух, как наиболее дешевый газ. При сварке полимеров (полиамидов, полиэтилена, полипропилена), подверженных термоокислительной деструкции, рекомендуется применять инертные газы, такие, как азот, аргон, двуокись углерода. При сварке поливинилхлорида высокопроч-  [c.44]

Рекомендуют следующую температуру ( 15 °С) газа-теплоно-сителя при сварке полимеров на расстоянии 6 мм между соплом и свариваемыми кромками (в °С)  [c.192]

Сварка ультразвуком. Ультразву-корая сварка является наиболее универсальным и перспективным способом сварки полимеров и пластмасс благодаря своим широким технологическим возможностям. Локальное выделение теплоты в зоне сварки и нагрев до температуры, близкой к температуре плавления, исключают перегрев материала, наблюдаемый при других способах. Конструкция рабочего инструмента (волновода) допускает сварку в труднодоступных местах, а также позволяет получать точечные, прямолинейные и замкнутые швы различного контура (в зависимости от конфигурации рабочей части волновода). Сварка производится на частотах  [c.147]

УЗ-вая сварка основывается на использовании эффектов комбинированного воздействия УЗ-вых и статпч. напряжений на твёрдые тела. При сварке металлич. деталей их сжимают постоянной силой, а УЗ-вые колебания ориентируют перпендикулярно этой силе, т. е. в граничной плоскости. Темп-ра при УЗ-вой сварке существенно ниже, чем при обычной, поэтому она представляет особый интерес для соединения проводов толщиной — нескольких мкм с массивнылт подложками, для сварки фольг, плёнок. УЗ-вая сварка металлов находит применение в микроэлектронике, приборостроении и т. п. При сварке полимеров и постоянная сила и колебания направлены перпендикулярно поверхности соприкосновения деталей. Преимуществами в этом случае являются локализация нагрева в зоне соединения и более низкая, чем при тепловой сварке, темп-ра, а также возможность соединения загрязнённых поверхностей и сварка в труднодоступных местах. Свариваются детали из различных пластмасс, полимерные плёнки толщиной от 10 мкм до нескольких мм, сиптетич. ткани и т. п. Рабочие частоты при сварке полимеров лежат в интервале 18—44 кГц, металлов — 18—75 кГц. Определяющими параметрами при УЗ-вой сварке служат амплитуда колебаний (от единиц до нескольких десятков мкм), сила прижима и время воздействия УЗ (от 0,1 до нескольких с).  [c.21]

---

IPG Photonics Corporation

Лазерная сварка полимеров — это новейшая технология, которая реализуется с помощью продуктов компании IPG. Этот способ сварки может успешно конкурировать с ультразвуковой сваркой, когда требуется технологическая гибкость и точный бесконтактный процесс без сварки вспышкой; в этих случаях данная технология обеспечивает надежные и экономически эффективные решения для соединения ряда термически свариваемых полимерных материалов. Новая технология использует волоконный лазер исключительно производства IPG Photonics, что исключает потребность в поглощающем слое и позволяет соединять чистые полимеры. Тулиевые волоконные лазеры компании IPG генерируют лазерный луч с более длинной волной, которая более эффективно поглощается при прохождении структуры полимера, что обеспечивает управляемое плавление и контроль глубины проплава.  Подобная новая разработка, называемая сквозной лазерной сваркой (СЛС), — это высокоточный бесконтактный процесс для сварки прозрачных полимеров. Этот процесс весьма подходит для типа из прозрачного полимерного компонента, широко используемого в производстве медицинских приборов, где более темные полимеры или добавки нежелательны. Процесс также используется для двустенных контейнеров для жидкостей для легкой промышленности. Последние разработки показали, что эта длина волны имеет много преимуществ, включая более быстрое время обработки по сравнению с лазером 1 мкм и гораздо более широкий спектр цветов свариваемых полимеров. Кроме того, усилие зажима ниже, и во многих случаях нет необходимости использовать пропускающие зажимные пластины.

Традиционный способ лазерной сварки полимеров называется лазерной сваркой со сквозной подачей. В этом случае лазеры с длиной волны 1 мкм используются для сварки двух термопластичных компонентов; один из компонентов соединения должен передавать луч, а другой должен поглощать его. Для этого необходимо использовать либо темный компонент или специальную дорогостоящую краску или пигмент для поглощающего слоя. Компания IPG поставляет диодные лазеры с прямой подачей по волокну с воздушным охлаждением со средней мощностью до 200 Вт для этого процесса. Компания IPG также поставляет многомодовые волоконные лазеры непрерывного излучения со средней мощностью до 200 Вт для полимерной сварки.

Оба эти процесса могут использоваться для различных термопластичных материалов, но зависят от их совместимости по химическому составу и одинакового диапазона плавления. Для этих процессов требуется средняя мощность 100–200 Вт для получения требуемых скоростей с хорошей прочностью сварного шва. IPG Photonics является единственным поставщиком 2 мкм тулиевых волоконных лазеров в этом диапазоне мощности.

Типы полимеров

Поликарбонат	Термопластик. Уретан	Нейлон
Полипропилен	Полиэтилен (HDPE/LDPE)	ABS

Сварка полимеров и пластмасс — Энциклопедия по машиностроению XXL

Сварку полимеров и пластмасс производят путем нагрева свариваемых деталей до пластического вязкотекучего состояния и соединения их под давлением.  [c.111]

ГЛАВА 20 СВАРКА ПОЛИМЕРОВ И ПЛАСТМАСС  [c.143]

Сварка полимеров и пластмасс заключается в нагреве свариваемых кромок до пластического вязкотекучего состояния и соединения их под некоторым давлением. Применяются следующие способы сварки  [c.145]

На рис. 386, а представлено изображение и обозначение сварного шва при сварке полимеров (пластмасс). Параметры шва  [c.212]

Метод сварки пластмасс ультразвуком разработан в сварочных лабораториях МВТУ — МЭИ (рис. 17 и 18), в НИАТ. Ультразвуковая волна с частотой около 30 тыс. гц пропускается нормально к соединяемым плоскостям УПК-15. Сваривать можно различные полимеры при разных толщинах частей толщиной от нескольких десятых миллиметра до 10 мм и более. Сварка ультразвуком производится при разных формах волноводов, позволяющих осуществлять соединения точками, швом и по сложному периметру с одной установки. Процесс автоматизирован, производителен, дает стабильное качество. Перед сварщиками стоят задачи дальнейшего усовершенствования оборудования, разработки технологии сварки полимеров, полимеров с металлами, а также изучения работы соединений в различных усло ях эксплуатации.  [c.143]

Склеивание и сварка — способы неразъемного соединения деталей из пластмасс — применяются в зависимости от вида полимера и требований, предъявляемых к соединяемым деталям. Соединение пластмассовых строительных деталей путем склеивания — весьма трудоемкий процесс, связанный с применением вредных легколетучих и огнеопасных растворов и требующий, соблюдения специальных правил техники безопасности. Клеевые соединения в основном применяются для несиловых строительных конструкций из пластмасс.  [c.7]

Этот способ сварки годен как для мягких, так и для жестких полимеров й пластмасс. Однако он требует больших затрат времени на нагрев, регулировку температуры и охлаждение шва (под давлением) после сварки.  [c.146]

На процесс сварки полимера большое влияние оказывают, помимо химического состава полимера, технология изготовления пластмассы. В частности, частота исходных материалов, отсутствие перегрева при изготовлении и характер последующей обработки имеют существенное значение. При выборе способа сварки следует учитывать и физико-химические свойства пластмассы, толщину материала, тип конструкции, серийность выпуска и другие факторы. Сейчас разработаны и применяются самые различные способы сварки, с помощью которых обеспечивается соединение деталей из всех до сих пор известных термопластов.  [c.189]

При газовой сварке горючий газ (например, ацетилен), сгорая, образует пламя, используемое для плавления, в зону плавления вводится присадочный пруток, в результате плавления которого образуется сварной шов (рис. 503, а). Газовая сварка применяется для сварки как металлов, так и пластмасс (полимеров).  [c.303]

Зубчатые колеса изготавливают штамповкой, прокаткой, отливкой и сваркой. Для изготовления зубчатых колес применяется сталь, чугун, бронза, а также различные полимеры (пластмассы). Находят применение армированные зубчатые колеса, состоящие из полимеров (пластмасс и металлической арматуры.  [c.219]

Последнее десятилетие характеризуется непрерывным ростом производства полимеров с различными химическими, физическими, механическими и другими свойствами и разработкой методов их соединений сваркой. Однако пока еще является проблемой сварка термореактивных полимеров, хотя исследования, проводимые в некоторых организациях, дают обнадеживающие результаты. Детали из термореактивных пластмасс, как правило, соединяются склеиванием.  [c.141]

Сварка термопластических пластмасс осуществляется путем нагрева мест соединения до пластического состояния с применением давления. При этих условиях происходит взаимная диффузия свариваемых поверхностей и получается однородный, герметический, прочный шов. Этим способом можно соединять не-склеивающиеся полимеры фторопласт-4, полиэтилен, полипропилен и др.  [c.174]

Неразъемные соединения из пластмасс получают сваркой и склеиванием. Образование неразъемного соединения является результатом взаимной диффузии молекул полимера в контактирующих поверхностях или химической реакции присоединения.  [c.625]

Сваркой получают неразъемные соединения деталей из однородного полимера за счет взаимного проникновения (диффузии) частиц поверхностных слоев в расплавленном состоянии при определенном давлении прижима. Существующие различные методы сварки пластмасс можно условно разделить на 3 группы сварка с помощью внешних источников теплоты (нагретые газ, инструмент, присадочный материал, трение), сварка с помощью внутренних источников теплоты (токи высокой частоты, ультразвук) и так называемая химическая сварка.  [c.161]

Ультразвуковая сварка относится к наиболее перспективным способам соединения пластмасс в автомобилестроении. Под влиянием ультразвуковых колебаний более 20 кГц в свариваемых деталях возникают механические высокочастотные колебания, которые преобразуются в тепловую энергию, идущую на создание шва между свариваемыми поверхностями. Толщина материалов, свариваемых ультразвуком,— от 0,1 до 10 мм. Можно применять этот метод и при сварке эластичных полимеров небольшой толщины 0,05—1,5 мм.  [c.163]

Способность полимера к передаче ультразвуковых колебаний и их поглощению определяется упругими свойствами материала-модулем упругости Е. По модулю упругости фторопласты относят к группе мягких пластмасс ( 210 МПа), которые можно сваривать ультразвуком лишь при малом расстоянии места сварки от места ввода колебаний, т.е. толщина верхней детали не должна превышать 1-5 мм. Необходимо также отметить, что в связи с высокими значениями температур сварки ультразвуковая сварка многих фторопластов сопряжена со значительными сложностями. В частности, для Ф-4МБ и Ф-50 характерно поглощение ультразвука, приводящее к перегреву материала в отдельных точках.  [c.15]

Однако в конечном итоге практический успех может быть достигнут только в том случае, если имеется возможность быстрого и удобного применения к тому или иному полимеру стандартных методов обработки и изготовления, применяемых в промышленности пластических масс, или же если можно приспособить и создать новые методы, которые были бы применимы для конкретных материалов. Последние достижения в сварке пластмасс не отставали от важнейших достижений в создании новых полимеров. Так например, полипропилен и линейный полиэтилен уже широко применяются в сварных конструкциях и показали хорошие результаты при эксплуатации. Промышленность пластических масс в настоящее время создает и будет в дальнейшем создавать новую технику применительно к новым полимерам. Только таким образом новые материалы будут быстро проходить путь от экспериментальной стадии до практического применения на промышленных предприятиях.  [c.5]

Химическая сварка отвержденных пластмасс требует не только интенсивного подвода тепла к соединяемым поверхностям, но и интенсификации колебаний звеньев молекул полимера, содержащих реакционноспособные группы. Найденные в настоящее время способы химической сварки требуют действия токов высокой частоты или ультразвука.  [c.8]

К моменту начала технологической паузы материал пленки торца, оплавленный сварочным инструментом, представляет собой расплав полимера, который сравнительно легко непрерывно и необратимо деформируется — течет. Течение расплава пленки торца между поверхностью сварочного инструмента и материалом, еще не перешедшим в вязкотекучее состояние, сложный реологический процесс, мало изученный в сварке пластмасс. При  [c.39]

Свариваемость полимеров за счет диффузии возможна только в зоне нагрева, допускающей свободное перемещение молекул, т. е. в стадии вязкотекучего состояния полимера. Чем ниже температура перехода полимера в эту стадию и выше текучесть, тем быстрее удается достигнуть однородности материала в зоне сварки. Необходимо учитывать, что дальнейший нагрев полимера или длительная выдержка при высокой температуре вызывает его разложение. Таким образом, в отличие от сварки металлов плавлением при диффузионной сварке пластмасс жидкая ванна свариваемого материала не образуется, а сам процесс сварки может происходить лишь при определенных условиях. Основными из них являются повышенная температура в месте сварки (величина ее должна достигать температуры вязкотекучего состояния материала), плотный контакт свариваемых поверхностей и оптимальное время протекания процесса сварки. Интервал сварки определяется зоной вязкотекучего состояния пластмассы. Для таких материалов, как полиэтилен, температурный интервал широк и некоторое отклонение от средней температуры сварки допустимо. Но для материалов с узкой зоной вязкотекучего состояния, например капрона, необходимо точно выдерживать заданную температуру сварки.  [c.185]

Химическая сварка отвержденных пластмасс требует не только интенсивного подвода тепла к соединяемым поверхностям, но и интенсификации колебаний звеньев молекул полимера.  [c.190]

Резкое различие продольных и поперечных размеров макромолекул приводит к возможности существования специфического для полимеров ориентированного состояния. Оно характеризуется расположением осей цепных макромолекул преимущественно вдоль одного направления, что приводит к проявлению анизотропии свойств изделия из пластмассы. Получение ориентированных пластмасс осуществляется путем их одноосной (5—10-кратной) вытяжки при комнатной или повышенной температуре. Однако прн иагреве (в том числе и при сварке) эффект ориентации снижается или исчезает, так как макромолекулы вновь принимают термодинамически наиболее вероятные конфигурации (конформации) благодаря энтропийной упругости, обусловленной движением сегментов.  [c.483]

Существует множество неметаллических материалов, которые успешно могут заменить металлы и их сплавы. Все более широкое применение получают различные виды полимеров (пластмасс), которые благодаря своим особым физическим и механическим свойствам позволяют использовать их для литья под давлением, прессования, формовки из листов, сварки, склеивания, наплавления и других технологических процессов изготовления деталей. Полимерные материалы (пластмассы) подразделяются на две группы термопластичные и термореактивные.  [c.228]

К сборочным чертежам неразъемных соединений относятся чертежи сборочных единиц, изготовляемых сваркой, пайкой, склеиванием, клепкой, опрессовкой металлической аппаратуры полимером (пластмассой) и т. п. В ГОСТ 2.109—73 подробно разбираются различные варианты оформления спецификации и сборочных чертежей неразъемных соединений.  [c.303]

Сварка ультразвуком. Ультразву-корая сварка является наиболее универсальным и перспективным способом сварки полимеров и пластмасс благодаря своим широким технологическим возможностям. Локальное выделение теплоты в зоне сварки и нагрев до температуры, близкой к температуре плавления, исключают перегрев материала, наблюдаемый при других способах. Конструкция рабочего инструмента (волновода) допускает сварку в труднодоступных местах, а также позволяет получать точечные, прямолинейные и замкнутые швы различного контура (в зависимости от конфигурации рабочей части волновода). Сварка производится на частотах  [c.147]

Для сварки пленок мягких и жестких полимеров и пластмасс толщиной не более 2 мм детали разогревают с помошью специального электронагревателя до вязкотекучего состояния, а затем  [c.111]

УЗ-вая сварка основывается на использовании эффектов комбинированного воздействия УЗ-вых и статпч. напряжений на твёрдые тела. При сварке металлич. деталей их сжимают постоянной силой, а УЗ-вые колебания ориентируют перпендикулярно этой силе, т. е. в граничной плоскости. Темп-ра при УЗ-вой сварке существенно ниже, чем при обычной, поэтому она представляет особый интерес для соединения проводов толщиной — нескольких мкм с массивнылт подложками, для сварки фольг, плёнок. УЗ-вая сварка металлов находит применение в микроэлектронике, приборостроении и т. п. При сварке полимеров и постоянная сила и колебания направлены перпендикулярно поверхности соприкосновения деталей. Преимуществами в этом случае являются локализация нагрева в зоне соединения и более низкая, чем при тепловой сварке, темп-ра, а также возможность соединения загрязнённых поверхностей и сварка в труднодоступных местах. Свариваются детали из различных пластмасс, полимерные плёнки толщиной от 10 мкм до нескольких мм, сиптетич. ткани и т. п. Рабочие частоты при сварке полимеров лежат в интервале 18—44 кГц, металлов — 18—75 кГц. Определяющими параметрами при УЗ-вой сварке служат амплитуда колебаний (от единиц до нескольких десятков мкм), сила прижима и время воздействия УЗ (от 0,1 до нескольких с).  [c.21]

Сварка пластмассовых изделий. Сварку изделий из пластмасс производят нагревом их кромок и прнсадочного прутка из того же полимера до расплавления горячим сжатым воздухом, токами высокой частоты, контактным способом — электросопротивлением при прохождении тока через металл, расположенный около свариваемых кромок (см. разд. V).  [c.492]

При сварке ориентированных пластмасс во избежание потери их прочности вследствие переориентации при нагреве до вязкотекучего состояния полимера применяют химическую сварку, т. 6. процесс, при котором в зоне контакта реализуются радикальные (химические) связи между макромолекулами. Химическую сварку применяют и при соединении реактоплзстов, детали из которых не могут переходить при повторном нагреве в вязкотекучее состояние. Для инициирования химических реакций в зону соединения при такой сварке вводят различные реагенты в зависимости от соединяемого вида пластмасс [1]. Процесс химической сварки, как правило, производится при нагреве места сварки.  [c.491]

Одна группа объединяет способы сварки, в которых используется тепло посторонних источников, передаваемое пластмассе в результате конвекции, теплопроводности и лучеиспускания (радиации). Другая — методы, в которых тепло генерируется внутри пластмассы при преобразовании различных видов энергии. Механизм образования соединений при сварке термопластичных пластмасс пока еще полностью не раскрыт. Некоторые исследователи считают [3], [4], [5] [18], что при соединении полимеров под воздействием температуры и давлении происходит процесс само-слипания (аутогезия). При высококачественной сварке в области контакта восстанавливается структура вещества, характерная для всего объема. Согласно этой точке зрения сваривание происходит главным образом вследствие диффузии частей молекулярных цепей из одного объема полимера в другой, в результате чего продиф-фундировавшие макромолекулы как бы сшивают оба объема и обеспечивают между ними прочную связь.  [c.174]

Механизм образования соединений при сварке термопластичных пластмасс пока еще полностью не раскрыт. Некоторые исследователи считают, что при соединении полимеров под воздействием температуры и давления происходит процесс самослипания (аутогезия). При высококачественной сварке в области контакта восстанавливается структура вещества, характерная для всего объема. Согласно этой точке зрения сваривание происходит главным образом вследствие диффузии частей молекулярных цепей из одного объема полимера в другой, в результате чего продиф-фундировавшие макромолекулы соединяют оба объема и обеспечивают между ними прочную связь.  [c.152]

Сварка пластмасс. Основвые технические и технологические свойства пластмасс определяются физико-химическими свойствами связующих веществ (смол), которые в зависимости от их поведения при нагревании разделяются на две основные группы термореактивные полимеры, которые, будучи однажды нагреты до определенной температуры, переходят в неплавкое и нерастворимое состояние термопластичные полимеры, которые при нагревании размягчаются, а при последующем охлаждении возвращаются в исходное состояние. Свариванию, таким образом, можно подвергать только детали, изготовленные из термопластичных материалов.  [c.148]

В настоящее время ультразвуковая сварка является одним из наиболее прогрессивных и производительных методов соединения полимерных материалов. В связи с массовым пронз-водством и отсутствием надежных методов неразрушающего контроля сварных соединений из полимеров для ультразвуковой сварки пластмасс особое значение приобретают надежность и стабильность технологического процесса сварки. Требования к такому стабильному и надежному процессу состоят в следующем 1) высокое качество единичного сварного соединения 2) повторяемость и стабильность свойств сварных соединений.  [c.222]

Качество химической сварки определяется длиной подвижных участков молекул полимера в пограничных слоях, их степенью подвижности при выбранных условиях сварки, концентрацией в них химически активных групп и полнотой их участия в реакции соединения с полимером привариваемого материала. Химическая сварка применима в настоящее время к изделиям, изготовленным из пластмасс на основе феноло-формальдегид-ных, кремнийорганических, эпоксидных, отверждающихся полиэфирных смол и различных продуктов их модификации. В настоящее время исследуются условия химической сварки изделий из резин различного состава.  [c.23]

В основу процессов сварки термопластов положена теория о взаимодиффузии полимеров в контактирующих поверхностях (диффузионная сварка) [15]. Процесс химической сварки (сварка термореактивных пластмасс) объясняется протекающей между звеньями молекул соединяемых поверхностей химической реакцией присоединения [70]. Диффузионная теория, одним из создателей которой является советский ученый С. С. Воюцкий, исходит из наиболее существенных особенностей высоко-полимеров — цепочного строения и гибкости макромолекул, позволяющей последним изменять свою конфигурацию в результате теплового движения. Работы С. С. Воюцкого, Н. А. Гришина, М. И. Гудимова, а также ряда других исследователей подтвердили правильность подобного подхода к вопросу сваривания термопластов [20].  [c.23]

Особую область техники представляет собой соединения элементов из пластмасс и полимерных материалов. Пластмассы свариваются разными способами наиболее ранним является способ сварки горячим воздухом, который осуществляется вручную и полуавтоматами. Этим способом свариваются стыки трубопроводов, строительных конструкций, декоративных деталей и т. д. Детали из пластмасс и полимеров очень малых толщин, применяемых при изготовлении приборов и других видов изделий, соединяются с помощью горячего лезвия, т. е. способом, аналогичным контактной сварке. Пластмассовые трубы нередко свариваются также способом трения. Разработан способ сварки пластмасс ультразвуком, который применяется для соединения тонкостенных деталей. Хорошо освоены процессьт вягрЕи 11лаигяга с -«грками высокой частоты. Р С И  [c.17]

При ультразвуковой сварке пластмасс необходимо коитролиро-вать качество получаемого соединения, так как параметры ультразвукового оборудования (частота колебаний генератора и собственная частота колебательной системы, сварочное давление и др.) и свойства свариваемого материала могут меняться при сварке. Наблюдая за физическим состояниел -полимера при сварке и своевременным выключе гием ультразвука, можно повысить технологическую надежность процесса сварки.  [c.103]

---

Сварка деталей, ящиков и другой тары из полистирола, капролона, полиамида и других полимеров

1. Главная
2. Сварка полимеров

Наша компания обладает значительными производственными мощностями. Мы оснастили более 2 000 квадратных метров несколькими линиями высококлассного оборудования с ЧПУ. На данный момент наша команда может разработать и реализовать проект любой сложности.

ПРИМЕРЫ РЕАЛИЗОВАННЫХ ПРОЕКТОВ

Форма быстрого заказа

ПЛЮСЫ НАШЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ 

	Консультация Менеджеры компании помогут выбрать идеальный для ваших целей и потребностей полимерный материал		Производственные мощности Более 2 000 м² рабочего пространства, оснащенного различными станками с ЧПУ: 7 методов производства.
	Работаем строго по ТЗ Следуем ТЗ клиента. Производим изделия по его требованиям и пожеланиям. Согласовываем все решения.		Можем сделать доработку Доработаем любое изделие по ТЗ и чертежам клиента. Произведем любую модификацию по его требованиям.
	Точное копирование образца Произведем изделие строго по образцу клиента. Самостоятельно разработаем чертеж и подберем материалы.		Тестовый образец изделия Производим тестовый образец, корректируем после комментариев клиента. Исключаем брак.

КЛИЕНТЫ И ПАРТНЕРЫ

Наши постоянные клиенты на протяжении многих лет доверяют нам реализацию своих проектов. Мы дорожим нашими партнерскими отношениями, стараемся не сбавлять обороты и каждый раз создаем продукцию высшего качества.

Плексиглас или оргстекло часто используют в случаях, когда необходимо создать прочное прозрачное изделие с очень хорошей светопропускной способностью и низкой теплопроводностью. Ультразвуковая сварка плексигласа, полиамида, капролона, полистирола и других видов полимеров и пластмасс представляет собой соединение под большим давлением и сильными колебаниями, которые заставляют частички на стыке материалов начинают двигаться, формируя металлургический шов. По своим внешним показателям этот шов является одним из самых аккуратных видов соединений пластиков.

Сварка полимеров позволяет получать за очень короткий срок множество новых изделий. Различные сварочные аппараты обладают разной скоростью, однако большинство соединяют пластмассы в пределах от 0,1 до 3 секунд. Благодаря этой технологии можно не только производить, но и ремонтировать цельные изделия или их детали.

Еще одним материалом, которые очень хорошо поддается сварке, является гофропластик. Это очень легкий материал, обладающий ячеистой структурой. Устойчивость к влаге и износу позволяет создавать из него ящики для хранения пищевых продуктов. Ящики в этом случае часто изготавливают с помощью сварки гофропластика. Конечно, существуют и другие виды пластиков, из которых делают ящики, однако гофропластик один из самых простых в обработке.

ДОСТАВКА ОСУЩЕСТВЛЯЕТСЯ ВО ВСЕ РЕГИОНЫ РОССИИ

Наша компания базируется в Санкт-Петербурге, однако осуществляет доставку готовой продукции во все города России. Наш производственный отдел оборудован множеством станков с ЧПУ, в том числе и сварочным. Чтобы запустить процесс создания изделий, необходимо оставить заявку нашим менеджерам. Они свяжутся с вами в ближайшее время и помогут определиться с материалами, сроками производства и стоимостью продукции.

Технология лазерной сварки полимеров | ИПГ Фотоникс

Лазерная сварка полимеров — это новая технология, хорошо подходящая для продукции IPG. Этот метод может конкурировать с ультразвуковой сваркой в ​​некоторых случаях, когда требуется гибкость производства и прецизионный бесконтактный процесс без сварочной вспышки; в этих случаях эта технология позволяет получить надежные и экономичные решения для соединения ряда термически свариваемых полимерных материалов. В новой технологии используется эксклюзивный волоконный лазер IPG Photonics, который устраняет необходимость в поглощающем слое и позволяет соединять прозрачные полимеры. Лазеры на основе тулиевого волокна IPG излучают лазерный луч с большей длиной волны, который более эффективно поглощается толщиной полимера, что позволяет осуществлять контролируемое плавление до тщательно контролируемой глубины. Эта недавняя разработка, называемая сквозной лазерной сваркой (TLW) или лазерной сваркой в ​​среднем инфракрасном диапазоне (MIRL), представляет собой высокоточный бесконтактный процесс, позволяющий сваривать прозрачные и прозрачные полимерные компоненты.Этот процесс очень подходит для типа прозрачного полимерного компонента, широко используемого в производстве медицинских устройств, где более темные полимеры или добавки нежелательны. В настоящее время этот процесс также становится приемлемым для ряда двустенных контейнеров для жидкости для легкой промышленности. Недавние разработки в области обработки показали, что эта длина волны имеет много преимуществ, включая более быстрое время обработки, чем у лазера 1 мкм, и гораздо более широкий диапазон цветов свариваемых полимеров. Кроме того, давление зажима ниже, и во многих случаях пропускающие зажимные пластины не требуются.

Традиционный метод лазерной сварки полимеров известен как сквозная лазерная сварка (TTLW). В этом случае лазеры в диапазоне длин волн 1 мкм используются для сварки двух термопластичных компонентов; один компонент соединения должен пропускать луч, а другой должен его поглощать. Это требует использования либо темного компонента, либо специальных дорогостоящих чернил или пигмента для абсорбирующего слоя. IPG поставляет оптоволоконные кабели с воздушным охлаждением , прямые диодные лазеры со средней мощностью до 200 Вт для этого процесса.IPG также поставила {laser.19} «> многомодовых волоконных лазеров непрерывного действия мощностью до 200 Вт для сварки полимеров.

Оба эти процесса можно использовать с широким спектром термопластических материалов, но они полагаются на материалы-кандидаты, которые будут термически свариваться с химической совместимостью и аналогичными диапазонами плавления. Оба процесса требуют средней мощности от 100 до 200 Вт для достижения реалистичных скоростей склеивания при хорошей прочности сварного шва. IPG Photonics — единственный поставщик тулиевых волоконных лазеров толщиной 2 мкм в этом диапазоне мощностей.

Типы полимеров

Поликарбонат	Термопласт уретан	Нейлон
Полипропилен	Полиэтилен (HDPE / LDPE)	АБС

.

Сварка полимеров — TWI

TWI предоставляет ряд услуг, связанных со сваркой полимеров, включая обучение, оборудование и консультации экспертов.

Мы создали обширную базу знаний, охватывающую наиболее широко используемые процессы сварки пластмасс, и первыми разработали инновационные методы, которые обеспечивают улучшенное качество и большую производительность.

Мы можем предложить беспристрастный совет по наиболее подходящей технике соединения для любого применения или термопластического материала.

Опыт и оборудование

Опыт и оборудование TWI предоставляются Членам следующими способами:

• Сварочное оборудование для всех процессов
• Неразрушающий и разрушающий контроль пластмассовых сварных швов, включая специализированный стенд для испытания на разрыв всей трубы на разрыв
• Оборудование для испытаний полимеров в экстремальных условиях
• Анализ и оптимизация процесса
• Расследование неисправности
• Персонал, сочетающий многолетний опыт с межотраслевыми знаниями и контактами
• Обучение сварщиков пластмасс в рамках нашей отраслевой программы обучения и сертификации
• Обновления индустрии пластмасс

Применения, связанные со сваркой пластмасс, варьируются от сборки для массового производства бытовых приборов до заводской сварки трубопроводов и от высокоскоростной сварки пленок и тканей до прецизионной сварки медицинских устройств.Методы также разнообразны: от хорошо зарекомендовавших себя процессов, таких как ультразвуковая сварка или сварка горячим газом, до новых технологий, использующих энергию лазера или инфракрасного излучения.

Технологические вызовы

Текущие технологические задачи, на которых сосредоточена TWI, включают:

• Сварка разнородных материалов — разнородных пластмасс и пластмасс с другими материалами
• Трехмерные сварные швы
• Сварка высокотемпературных полимеров
• Прогнозирование срока службы сварных швов
• Мягкие швы для тканей
• Управление морфологией сварного шва

Последние проекты

Недавние реализованные проекты:

• Altex (PDF) — Соединение текстиля с помощью лазерной сварки для изготовления водонепроницаемой одежды и кроватей
• Leapfrog — Автоматическая лазерная сварка натурального и синтетического текстиля
• Vascutek (PDF) — Замена кровеносных сосудов текстильными сосудами
• PolyTank– Разработка системы ультразвукового неразрушающего контроля (NDE) фазированных решеток стыков в полиэтиленовом листе
• Powerweave — Разработка текстильных изделий для производства и хранения электроэнергии — от изготовления волокон для фотогальванических генераций и хранения энергии до изготовления и оценки отрезков текстиля, которые могут использоваться в качестве автономных источников питания.
• PolyTest — Разработка ультразвукового неразрушающего контроля с фазированной антенной решеткой для стыков в пластиковых трубах
• Повышение качества и надежности хранения полигонов за счет обучения и сертификации сварочного персонала на объекте
• Обзор процедур сварки и руководств по проектированию формованных пластиковых компонентов для защиты от сбоев в работе, в результате чего был разработан трехдневный учебный курс и учрежден новый специализированный подкомитет BSI.
• Принудительное охлаждение стыковых швов полиэтилена
• Сварка пластмасс трением с перемешиванием

Разнообразие этих проектов подчеркивает ассортимент оборудования и адаптируемость персонала в группе полимеров.

Стандарты деятельности

TWI представлена ​​в следующих комитетах:

• BSI PRI / 80 (Сварка термопластов)
• CEN TC249 / WG16 (Сварка термопластов)
• • Опубликованные стандарты:
  • • EN 12814-5: 2000 (Макроскопическое исследование)
    • EN 13067: 2012 (Квалификационные испытания сварщиков)
    • EN 14728: 2005 (Классификация дефектов)
    • EN 16296: 2012 (Уровни качества на наличие дефектов)
  • Стандарты в стадии разработки:
  • • Руководитель сварки пластмасс — задачи, обязанности, знания, навыки и компетенции
    • Спецификация технологий сварки термопластичных материалов
• AWS G1A (Сварка горячим газом и экструзионная сварка)
• • Опубликованные стандарты:
  • • AWS G1.6: 2006 (Квалификация инспекторов по сварке пластмасс)
    • AWS G1.10: 2001 (Оценка стыковых швов горячего газа, экструзии и нагрева инструмента)
• AWS B2F (Аттестация по сварке пластмасс)
• • Опубликован стандарт:
  • • AWS B2.4: 2012 (Процедура и аттестация для термопластов)
• ASTM F17 (Системы пластиковых трубопроводов)
• EWF WG A2.4 (Сертификация сварщиков пластмасс)
• • Опубликован стандарт:
  • • EWF 581-01 (Требования к обучению, экзаменам и сертификации сварщиков пластмасс)
• ASME
• • Опубликованных кодов:
  • • BPV III WG Материалы HDPE
    • BPV IX SG Пластиковый предохранитель
    • Заинтересованные стороны SWG HDPE
  • Код в разработке:
  • • Правила устройства подземных полиэтиленовых трубопроводов 3 класса

.

Сварка полимеров — Большая химическая энциклопедия

Происходит разрыв связи М. (3) Когда M> M, разрыв связи y PWgS fStSS tt Afl 4flPU n полное распутывание не может произойти, когда M> M, разрыв связи происходит случайным образом в сети, и в параметре перколяции p доминируют концы цепи, так что 9. Полимер-полимер сварка … [Pg.390]

Сварка оплавлением имеет следующие преимущества по сравнению с другими методами сварки полимеров, в которых используются … [Стр.245]

Температура процесса обычно ниже 350 ° C. LCP обрабатываются на разнообразном стандартном оборудовании. LCP обычно имеют низкую вязкость расплава в результате упорядоченного плавления. Их следует просушить перед использованием, чтобы избежать деградафлона. LCP можно лить под давлением на обычном оборудовании и использовать доизмельчение. Антиадгезионные агенты обычно не требуются. Конструкция деталей для LCP требует тщательного учета анизотропной природы полимера. Линии сварки могут быть очень слабыми, если расплав встречается в линии стыкового шва.Другие типы линий сварки показывают лучшую прочность. [Pg.326]

ESCA также можно использовать для анализа поверхностей трещин, особенно тех, которые связаны с несмешивающимися (асимметричными) межфазными поверхностями. В то время как мелкодисперсные полимерные смеси создают определенные трудности, пластины из двух различных полимеров, сваренных вместе, являются ценными модельными материалами. Фостер и Вул (19) и Виллетт и Вул (20) изучали поверхность раздела полистирол / полиметилметакрилат, сваренную при 125 и 140 ° C, см. Рис. 12.5 (20). Как описано выше, ESCA использует… [Pg.623]

Клеи могут использоваться для соединения двух различных структур вместе с образованием композита, как при сварке полимер-полимер. Проблема адгезии также распространяется на связывание технического полимера непосредственно с неполимерной подложкой. [Pg.667]

SchweiBgerat, сварочная горелка, SchweiBen polym .223]

Ультразвуковая сварка может использоваться для сварки деталей, изготовленных из всех марок ПВДФ, включая сополимеры или сплавы, армированные или нет.Стандартная процедура сварки кристаллического полимера ультразвуковым методом (геометрия сварного шва, тип усилителя и рупора) может применяться для всех элементов из ПВДФ.I »] … [Pg.493]

Во втором разделе мы кратко рассмотрим более свежие тенденции в молекулярной реологии, включая попытки углубить понимание зацеплений на молекулярном уровне и использование идей рептации для описания различных практических проблем, таких как сварка полимер / полимер, разделение фаз полимерной смеси, текучесть поведение расплава полимера вблизи твердой стенки… [Pg.399]

Подводя итог, для аутогезии (полимер-полимерная сварка) будет быстрое (по Раузу) взаимное дифференцирование, которое происходит на расстояниях, сравнимых с радиусом вращения молекулярной массы запутанности. Я, скажем, 3 нм (Таблица 2.4). Граница раздела очень слабая и может быть описана в терминах раствора для гвоздя, где вырывание цепи является доминирующим механизмом разрушения. [Pg.30]

ПРИМЕНЕНИЕ ТЕОРИИ ПОЛИМЕРНОЙ СВАРКИ К ПРОИЗВОДСТВУ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРОЦЕССОВ … [Pg.1923]

В текущем исследовании была исследована и охарактеризована миероструктура сварных стыков различных полимеров, сваренных на разных уровнях прочности. полномочия.[Pg.2326]

Benatar, A., Последние достижения в области международных исследований и разработок в области сварки полимеров, in Proceedings KTP-Jubilaumstagung, 8, 199-209 … [Pg.2370]

---

.

Волоконный лазер Методы сварки металлов

Материал, конструкция компонентов и напряжение сцепления — это несколько факторов, которые определяют метод соединения. Лазерная сварка часто является идеальным решением для соединения металлов, для которых требуется относительно высокая скорость обработки, низкое тепловложение, низкая зона термического влияния (HAZ) и минимальная деформация. Существует четыре распространенных процесса лазерной сварки.

Методы сварки металлов

Гибридная сварка сочетает в себе лазерную сварку с другими сварочными процессами, обычно сваркой MIG (металл в инертном газе).

Электропроводная сварка аналогична точечной сварке, но позволяет лазерному лучу перемещаться после образования ванны расплава. Этот метод может использовать модулированные или импульсные лазеры для создания сварного шва, который может быть структурно герметичным. Глубина провара сварного шва обычно составляет менее 2 мм.

Лазерная точечная сварка — это бесконтактный процесс, в котором лазер используется для создания одной точки сварного шва для соединения металлов. Когда лазер сфокусирован, свет поглощается подложкой и плавит металл.Расплавленный металл течет, затвердевает и образует небольшой сварной шов. Весь этот процесс занимает миллисекунды и может повторяться в зависимости от толщины материала и требуемой прочности соединения.

Сварка с глубоким проплавлением требует чрезвычайно высокой плотности мощности для создания лазерной сварки. Сфокусированный лазерный луч плавит и испаряет подложку. Давление пара вытесняет расплавленный металл и создает глубокую и узкую «замочную скважину». По мере движения лазерного луча расплавленный металл обтекает замочную скважину и затвердевает в глубоком и узком шве на своем пути.

Типы металлов

Нержавеющая сталь	Углеродистая сталь	золото и серебро	Алюминий
Инструментальная сталь	Никелевые сплавы	Латунь и медь	Титан

Волоконные лазеры в настоящее время широко используются для сварки очень широкого диапазона металлов большой толщины.Длина волны 1070 нм в ближнем инфракрасном диапазоне имеет определенные преимущества по сравнению с существующей лазерной технологией CO 2 из-за более низкой отражательной способности металлов на этой длине волны. Это особенно верно для металлов с высоким коэффициентом отражения, таких как алюминий и медь, где волоконных лазеров высокой мощности используются для сварки до 15 мм, эти толщины ранее не сваривались с помощью других лазеров. Использование лазеров с высокой средней мощностью и относительно небольших размеров пятна для сварки более толстых металлов требует технологии, известной как сварка в замочную скважину.Лазерная прорезь очень эффективно захватывает лазерный луч внутри стыка, обеспечивая глубокое проплавление и качественные сварные швы на высоких скоростях. Высокая яркость волоконных лазеров позволяет использовать линзы с более длинным фокусным расстоянием и большей глубиной резкости для сварки замочной скважины. Это означает меньшую чувствительность к положению фокуса, что значительно упрощает получение высококачественных сварных швов. Другие примеры сварки толстых металлов волоконным лазером включают полное проплавление компонентов трансмиссии и сварку с глубоким проплавлением стали толстого сечения для судов и трубопроводов.

Лазерная сварка часто является идеальным решением для соединения металлов, для которых требуется относительно высокая скорость обработки, низкое тепловложение, малая зона термического влияния (HAZ) и минимальная деформация. Хорошее качество луча волоконных лазеров класса кВт в сочетании со средней и высокой средней мощностью предлагает широкий спектр механизмов лазерной сварки, от сварки узких отверстий с высоким коэффициентом сжатия до сварки с неглубокой проводимостью и широкой проводимостью.Низкая и средняя мощность Волоконные лазеры непрерывного действия (до 1 кВт) используются для сварки очень широкого диапазона тонких листовых материалов толщиной до 1,5 мм с очень высокой скоростью. Непрерывные волоконные лазеры малой и средней мощности могут быть сфокусированы в небольшие точки с помощью гальванометров и линз с большим фокусным расстоянием, что позволяет выполнять дистанционную лазерную сварку. Использование линз с более длинным фокусным расстоянием и большим расстоянием между ними дает много преимуществ, поскольку это значительно увеличивает рабочую зону. Например, удаленные сварочные станции, оснащенные волоконным лазером, могут сваривать целые дверные панели.В сочетании с роботами можно выполнять сварку внахлестку или шов на всем кузове автомобиля. Другие примеры также включают герметичную сварку аккумуляторных блоков и герметичных уплотнений. Уникальные модулирующие квазинепрерывные волоконные лазеры компании IPG предлагают возможности импульсной лазерной сварки с высокой пиковой и низкой средней мощностью для приложений с низким тепловложением. Подача волокна позволяет легко интегрировать в обычные сварочные головки для прямой оптики или гальванометрические головки. Типичные приложения для точечной сварки могут использовать прямую оптику для сварки медицинских устройств, таких как кардиостимуляторы.Системы доставки луча на основе гальванометра могут использоваться для высокоскоростной точечной сварки корпусов мобильных телефонов и планшетов, лезвий бритв или компонентов автомобилей, находящихся под капотом.

.