Сварка пластика, ее суть и существующие виды: выкладываем по порядку

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.

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.

Суть процесса и его основные разновидности

Сам процесс представляет собой создание неразрушимого слоя между двумя частями полимера, который по прочности не будет уступать основному материалу. Существует два основных вида соединения молекул полимера между собой:

• сварка в вязко-текучем состоянии;
• химическое взаимодействие.

В первом случае процесс происходит без внедрения дополнительных реагентов на стадии, когда между молекулами связь наиболее ослаблена. В зависимости от типа соединяемых полимеров, полярности и прочности связей, различают итоговый результат.

Все пластмассы могут быть разделены на три основных категории по типу взаимодействия между собой – не свариваемые, ограниченно или полностью свариваемые.

При идеальных условиях необходима небольшая температура (около +50 градусов Цельсия) и максимальные взаимные диффузионные качества обеих материалов (способность проникать друг в друга на молекулярном уровне). Итоговый сварной шов может достигать значения до 100% прочности по сравнению с основными материалами.

Второй способ применяется для материалов, которые невозможно соединить диффузионным методом (реактопласты в твердой фазе, полиамиды). В основе способа лежит создание прочных химических связей между молекулами с добавлением определенных присадок, которые по химическим свойствам или по структуре будут близкими к свариваемым материалам.

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).

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.

При сваривании пластмассовых изделий необходимо работать в защитной маске, так как материал при сильном нагревании выделяет вредные компоненты.

Какие технологии можно применять в домашних условиях?

Из всех существующих технологий сварки пластика своими руками в домашних условиях можно использовать ниже указанные варианты.

Одним из самых простых и популярных способов скрепить стыковые листы пластика является сварка для пластмассы при помощи нагретого инструмента. Главным достоинством считается низкая цена специального инструмента для плавления материала, легкая и простая эксплуатация в работе.

Такой способ можно использовать, чтобы сваривать трубы, производить тару, любую ёмкость, в автомобильном производстве либо изготовлении изделий из пластика. Нагревать можно несколькими способами – прямым и косвенным.

Работа такого вида осуществляется благодаря специальному сварочному аппарату, предназначенному для соединения полимерных труб встык либо в раструб.

Механизм действия инструмента заключается в том, что плоская поверхность плавится на стыке скрепления. Таким образом можно соединить торцы труб, у которых есть разное сечение.

Зачастую данными оборудованиями пользуются именно в домашних условиях, поскольку только они могут скрепить части, обладающие маленькой плоской поверхностью. Также для этой цели можно использовать классический вариант в виде электрического паяльника, им можно сваривать термопласт.

Горелка для сварки пластика.

Ещё одним доступным способом является нагретый газ. Для этого метода используется специальный инструмент для сварки пластика. Им может выступать фен, горелка различного типа – в них применяется нагретый газ. Зачастую для того чтобы нагреть поверхность используют воздух, углекислый газ, азот, аргон либо любой продукт горения.

В зависимости от характеристики сплавляемых между собой деталей подбирают один из газов. Для более прочного шва мастера зачастую применяют аргон либо азот. Однако выгодным и экономным вариантом считается воздух.

Благодаря использованию недорогого и простого в работе инструмента, которое может выполнить скрепление пластиковых частей любого размера и форм, появляеься возможность обусловить большую популярность рассматриваемого типа сварки.

Его также применяют для ремонта изделий, изготовленных из тонкого пластика, в сварочных работах химических оборудований, емкостей и т.д.

Выделяют несколько методов сварки пластика при помощи нагретого газа: с применением специальных присадок и без таковых. В роли таких присадок могут выступать прутки с сечением 2-6 миллиметра либо планка с таким же материалом, что и свариваемая деталь.

Благодаря дешевому и простому оборудованию с нагретым газом сваривать пластик можно и дома.

Последней технологией сварки пластика в домашних условиях является использование экструдера, его также называют пистолетом. Он имеет горячий нагревательный элемент, при помощи которого передается присадочный прутик.

Оборудование является незаменимым устройством в случае крепления пластика своими руками. Чтобы скрепить несколько деталей, необходимо выставить конкретную температуру, которая регулируется пистолетом.

Сваривать можно двумя способами: без контакта и экструзионно. Первая ситуация осуществляется благодаря специальному прижимному ролику, без соприкосновения оборудования и поверхности. Во втором случае осуществляется за счет соприкосновения сварочного кончика оборудования и детали.

Тепловые потери в данном случае снижаются, в результате чего появляется возможность передавать тепло напрямую от инструмента к запчасти. Кроме этого, в данном методе не нужны дополнительные прижимные устройства.

Наиболее распространенные способы

Основная задача любого способа сварки полимеров – добиться неразрывного соединения между материалами путем плавного перехода одного вещества в другое посредством присадки или без нее.

Существует огромное количество разновидностей сварки синтетических полимеров вне зависимости от основного метода (химия или диффузия). Наибольшее распространение получили два способа:

• сварка при помощи ультразвука;
• холодный способ.

Несмотря на одинаковые стремления к итоговому результату, суть процессов принципиально отличается. Чтобы понять основные принципы и особенности технологии, стоит рассмотреть каждый из вариантов более подробно.

При помощи фена и сварочной проволоки, размещенной предварительно между краями листов полипропилена, можно сделать надежное соединение. Проволока сварочная укладывается по краям листов пластмассы, после она доводится до температуры вязкотекучести феном. Через короткий промежуток времени проволока начинает застывать, образуя шов.

Необходимо предварительно подобрать строительный фен. Он должен быть достаточной мощности, чтобы достичь потребной температуры. Проволока и листы полипропилена должны быть выполнены из одинакового материала, иначе плавление может происходить неравномерно. Листы требуется уложить на ровную поверхность, кромки нужно обработать наждачной бумагой для более качественного соединения. Процесс может напоминать обычную ручную сварку с использованием плавкого электрода. Проволока сварочная может подводиться к стыку и плавиться феном, образуя таким образом сварочный шов. Через некоторое время, а именно минут 5-7, расплавленная масса застынет и склеенные листы можно будет применять в дальнейшем.

Следует помнить, что полученный таким образом шов обладает меньшей прочностью, чем в других видах пайки.

Работа экструдером чем-то напоминает процесс скрепления воздушным пистолетом. Главное же его отличие в том, что проволока сварочная подается непосредственно из экструдера, расплавляется и подается на стык листов, когда при работе феном необходимо подводить присадочный пруток самостоятельно или укладывать его на стык. Под действием температуры происходит оплавление краев листов, после выделяется расплавленная масса прутка, что напоминает выделение пасты из тюбика. В результате расплавленная масса застывает и происходит соединение двух листов пластмассы.

Из-за того, что масса застывает очень быстро, необходимо работать в темпе, так как шов может выйти кривым.

сварочный экструдер

К экструдерам предусмотрены различные насадки для повышения производительности. Края листов вместе с расплавленным прутком прижимаются насадкой, которая создает давление в месте склеивания швов. Она называется башмаком. На выходе получается более прочное соединение, чем при работе феном.

Возможные причины возникновения дефектов

• применение воздуха, загрязненного пылью, маслом или с присутствием большого количества влаги;
• грязные, плохо подготовленные поверхности;
• подбор не подходящей присадки;
• повышенная скорость процесса;
• плиты уложены на неровную поверхность;
• чересчур высокая температура.

Наряду с ручными экструдерами существуют автоматические аппараты. Они могут заблокировать систему на случай ошибки, проверяют температуру в камере. Не возможно работа аппарата, пока температура не достигнет нужного уровня.

Все перечисленные способы сварки отлично подходят для соединения пластиковых изделий. Область применения такого рода работ довольно большая, так как деталей из пластмассы превеликое множество (полипропиленовые трубы, бампера автомобилей,корпуса приборов), и, как уже говорилось выше в статье, необходимо знать методы и средства для ремонта пластиковых изделий.

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.

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.

Краткие итоги

Сварка полимеров – необходимый процесс, который применяется как в условиях производства, так и дома. Если метод при помощи ультразвука больше относится к масштабным промышленным отраслям, то при помощи холодной сварки можно соединить различные полимеры между собой или с другими материалами (металл, керамика) в домашних условиях без использования сложного оборудования.

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.

Выбор сварочных прутков

Присадочный материал выбирается под тип свариваемого пластика. Он указывается в маркировке. Присадочные полипропиленовые стержни выпускаются разного сечения: треугольные, круглые. Если детали скрепляются под прямым углом, лучше выбирать треугольный стержень. Они различаются по цвету. Большим спросом пользуются черные и серые. Полиэтиленовые прутки для сварки пластика мягче, чем полипропиленовые, температура плавления ниже (от +160°C).

Присадочные материалы используются при температуре окружающей среды выше +15°C. На холоде они теряют пластичность, становятся хрупкими.

При выборе присадки необходимо обращать внимание на температуру плавления прутка или стержней. Допустимо использование незначительно отличающихся полимеров, если они сходны по режиму пластичности. Важно, чтобы присадочный материал хорошо входил в экструдер, подходил по диаметру загрузочного отверстия и выходного сопла. Для ручных экструдеров применяются прутки или стержни от 2 до 7 мм.

Вывод

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

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...