Газовая сварка пластмасс

Способы сварки

Сварка нагретым газовым теплоносителем

Для сварки изделий из пластмасс нужно нагреть свариваемые кромки до пластического состояния. Для этого используют тепловую энергию газового теплоносителя, нагретого инструмента, расплавленного присадочного материала, ультразвука, токов высокой частоты и т. д.

Сварка нагретым газовым теплоносителем основана на нагреве кромок свариваемых деталей и присадочного прутка струей горячего воздуха или инертных газов до пластического состояния (рис. 9). При приложении давления к присадочному прутку молекулярные цепочки переплетаются, обеспечивая после охлаждения шва прочное соединение.

Сварка нагретым газом — наиболее распространенный технологический процесс, не требующий сложного оборудования. Такой способ сварки удобно применять в монтажных условиях и при изготовлении единичных сварных изделий сложной конструкции. Широко используется в химической промышленности, сельском хозяйстве и других" отраслях для футеровки резервуаров, изготовления емкостей, арматуры, вытяжных кожухов вентиляторов, при монтаже сточных водопроводных труб и т. д.

Сварка нагретым инструментом

Способ основан на контактной передаче теплоты нагревательным устройством свариваемым деталям. При достижении температуры сваривания нагревательное устройство отводят и детали прижимают друг к другу (рис. 10). Описываемый способ сварки особенно эффективен при сварке мягких пластиков небольшой толщины (рис. 11), наложении упрочняюших швов на нетканые термопластические материалы (рис. 12) и при сварке труб. Сваривают вручную и автоматически с разными вариантами исполнения: контактно-тепловым , термоимпульсным и др., при этом сущность процесса практически не изменяется. Можно применять обычные электрические паяльники мощностью 100—250 Вт после переделки медного наконечника па наконечник с большой контактирующей поверхностью.

Сварка расплавленным присадочным материалом

Сваривают контактио-экструзпоиным методом (рис. 13). Нужной температуры в зоне шва достигают за счет теплоты присадки, нагретой до пластического состояния в корпусе экструдера. Давление присадки на выходе из сопла экструдера незначительно и не влияет на процесс, но при сварке потолочных швов масса присадки оказывает на него отрицательное влияние.

Сварка ультразвуком

Этот способ сварки один из новых промышленных способов соединения полимерных материалов, основанный на нагреве контактирующихся поверхностей до

температуры размягчения за счет превращения энергии колебаний ультразвуковой частоты (более 20 000 Гц) в тепловую за счет трения молекул. Механические колебания ультразвуковой частоты и давление на контактирующиеся поверхности действуют по одной линии в направлении, перпендикулярном к соединяемым поверхностям (рис. 14). Соединяемые детали зажимаются между концами инструмента и пассивным (ненастроенным) отражателем усилием Р. Сварка происходит в момент подачи т. в. ч. на обмотку вибратора; возникающие в последнем продольные высокочастотные механические колебания передаются материалу концом инструмента.

Давление на свариваемые детали оказывается со стороны акустического узла или пассивного отражателя, имеющих произвольные геометрические размеры, несогласованные с длиной волны, распространяющейся в системе.

В качестве пассивного отражателя используют материал, гасящий ультразвуковые колебания (резину, древесину и др.).

Высокочастотная сварка

Этот способ сварки (рис. 15, а, б) основан на нагреве полимера в результате преобразования энергии электрического поля высокой частоты в тепловую непосредственно внутри самого материала за счет межмолекулярного трения. Наибольшее распространение он получил при сварке галогеносодержащих термопластов (поли-винилхлоридных композиций), имеющих дипольное

строение молекулярных звеньев, способных поляризоваться при наложении внешнего поля. Молекулярные звенья поляризуются в поле т. в . ч. вслед за изменением направления электрического поля и с той же частотой, что и поле, но много позже. Последнее свидетельствует о преодолении сил, препятствующих смещению зарядов и ориентации диполей. Энергия, затрачиваемая на поляризацию молекул полимера, преобразуется в тепловую.

Упругие колебания звукового и ультразвукового диапазонов частот получают от установок, состоящих из генератора и акустического узла. Акустический узел состоит из концентратора с инструментом и вибратора, который преобразует электрическую энергию, полученную от генератора, в механические колебания высокой частоты и передает их в соприкасающуюся с ним среду. Кроме генератора и акустической системы, для сварки необходим технологический узел, обеспечивающий подвод и закрепление свариваемых материалов, передачу на них давления и т. д.

При этом способе сварки в зависимости от формы и площади рабочей поверхности концентратора получают точечные прямолинейные и замкнутые кольцевые швы диаметром до 100 мм за одно рабочее движение инструмента.