Все о сварке

Сварка нагретым инструментом


Сварка пластмасс нагретыми инструментами

Метод сварки нагретыми инструментами (см. табл. 24) имеет несколько способов, которые отличаются оснасткой и схемой нагрева. Чтобы разогретые поверхности при сварке горячим лезвием меньше охлаждались, время с момента удаления нагревателя до сдавливания поверхностей должно быть минимальным.

Эластичные материалы сваривают горячим паяльником. Так же можно сваривать тонкие листы из жесткого материала или приваривать накладки толщиной до 5 мм к материалу с большой толщиной. Однако в некоторых случаях (при сварке полистирола, винипласта, полиэтилена) из-за прилипания материала к разогретому инструменту сварка может быть затруднена.

Этот способ используют при сварке пленочного материала. Устройство для сварки снабжено обжимающими роликами, которые располагают сверху и снизу свариваемых пленок.

Пленочные материалы сваривают с помощью горячего инструмента типа роликов, ленты, утюга и т. п. При этом нагретый инструмент в отличие от горячего лезвия перемещают поверхности нахлестки и сдавливают пленку. Режим сварки следует строго соблюдать, так как пленка может перегреться в результате чего пластические свойстве сварных соединений резко снизятся. Данный метод осуществляют как вручную, так и полуавтоматически.

Для полуавтоматической сварки прямолинейных нахлесточных швов из полиэтиленовой пленки толщиной 25—100 мкм разработана машина МСП-1, позволяющая сваривать через прокладку из целлофана или фторопласта. Сварочная головка состоит из четырех сварочных роликов, закрепленных попарно и нагреваемых электрической спиралью из нихрома. На роликах вращается лента, которая передает теплоту через целлофан или фторопласт полиэтиленовой пленке. Постоянный температурный режим поддерживается автоматически. Машина установлена на подвесные направляющие и движется вдоль конфекционного стола по свариваемому материалу.

Машина МСП-4 для полуавтоматической сварки изделий из фторопластовых пленок толщиной до 500 мкм позволяет сваривать прямолинейные и криволинейные нахлесточные швы с большим радиусом кривизны при непосредственном контакте пленки с лентами, которые получают теплоту от нагревательного элемента. Материал подается этими же лентами.

Термоимпульсная сварка пленочного материала характерна тем, что материал нагревается до температуры сварки практически мгновенно в результате пропускания через нагревающие элементы импульса тока большой силы. Формы нагревательных элементов могут быть самые разнообразные: точечные, полосовые, фигурные. Сварка позволяет при точной дозировке теплоты избежать перегрева пленочных пластмасс в месте сварки. Для термоимпульсной сварки разработано и выпущено несколько конструкций полуавтоматов.

При сварке прессованием теплота передается к месту сварки через поверхности зажимных прессов. Пресс для стыковой сварки позволяет применять весьма большие давления при опрессовке, осуществлять локальный нагрев и всестороннее сжатие размягченной зоны; поэтому этот способ получил название «прессование в закрытом приспособлении». Этим способом сваривают встык листы, стержни, полосы, пластины.

При сварке жестких пластмасс относительно большой толщины необходимо учитывать, что в процессе разогрева материала больших сечений, например при сварке нагревательными элементами внахлестку и «на ус», а также при сварке паяльником заготовок разной толщины, трудно избежать деформации сваренной заготовки с большой длиной шва вследствие усадки материала при охлаждении. Если изготовление детали связано с разогревом материала выше точки размягчения, желательно сварку привести до ее разогрева, так как при такой термообработке в наибольшей степени снимаются внутренние напряжения и деформации. Желательно даже для уменьшения внутренних напряжений применять отжиг при температурах на 25—30° С (298—303 К) ниже температуры размягчения данного материала.

Метод сварки нагревательными элементами обеспечивает высокую прочность соединений и достаточную производительность. Этим методом можно сваривать пластмассы, которые не могут быть сварены т. в. ч. (фторо- пласт-4, полиэтилен, полистирол и др.). Можно сваривать угловые, стыковые и тавровые соединения. При сварке органического стекла в месте соединения сохраняется прозрачность. Метод сварки нагревательными элементами более приемлем для стыковых соединений и сварки внахлестку листовых конструкций незначительной толщины и пленок со швами большой протяженности.

www.prosvarky.ru

2. Сварка нагретым инструментом

Сварка нагретым инструментом является наиболее универсальной для соединения различных изделий из термопластов ( пленок, листов, труб, лент, профилей и др.). Обычно при сварке этим способом присадочный материал не применяется.

Для нагрева соединяемых поверхностей используются металлические инструменты различной формы, а нагрев может осуществляться путем непосредственного соприкосновения с соединяемыми поверхностями (прямой нагрев, применяется в основном для сварки толстостенных изделий) или подводом тепла с внешней стороны через всю толщину детали( косвенный нагрев, используется для сварки пленок и тонких листов). Нагретые детали спрессовывают, а затем охлаждают.

При подводке тепла с внешней стороны изделий нагревательный инструменты одновременно служат и для спрессовывания соединяемых деталей. Нагрев изделий может быть односторонним или двусторонним. Последний применяется только в тех случаях, кода конструкция свариваемого изделия позволяет подводить нагреватели с двух сторон[1, стр.35]

А) Сварка встык

Положение шва при сварке: любые пространственные положения.

Изделия: толщина s>2мм, ручная сварка, трубы, профили, панели, слитки, фасонные детали.

Рис. 5. Последовательность процессов стыковой сварки нагретым инструментом:

а- исходное положение изделий и нагревательного инструмента; б- оплавление свариваемых поверхностей; в- готовое сварное соединение; 1- свариваемые детали; 2- электронагревательный инструмент

Материал: твердый суспензионный, ударно-вязкий, мягкий поливинилхлорид, твердый полиэтилен, полипропилен, полиамиды.

Общая продолжительность сварки: t>60с.

Источник нагрева: электрический ток (нагрев электросопротивлением) или пламя горячего газа (пропан). Сварочные материалы, регуляторы температуры, теплообменники.

Б) Сварка враструб, сварка в выточку

В любых пространственных положениях

Изделия: толщина s>2мм, ручная сварка враструб, трубы D1,5мм, панели, трубы.

Материал: твердый, мягкий полиэтилен, полипропилен, полиметилакрилат.

Продолжительность сварки: t>30с

Источник нагрева: электрический ток (нагрев электросопротивлением)

Сварочный аппарат: регулировочный трансформатор или регулировочный выпрямитель (при отсутствии регулировочного трансформатора)

Д) сварка нагретым клином

Изделие: толщина 0,5-10,0мм (ручная сварка), толщина 0,1-2,0мм (машинная сварка), фольга, гидроизоляционный материал, ткани с покрытием, панели.

Материал: мягкий поливинилхлорид, мягкий, твердый полиэтилен, полипропилен, полиамиды.

Источник питания: электрический ток (нагрев электросопротивлением)

Рис. 6. Схема сварки нагретым клином нахлесточных соединений пленок:1- свариваемые пленки; 2– клиновидный нагревательный элемент; 3- прижимной ролик; 4- сварной шов; 5- транспортирующий ролик

Е) сварка термоимпульсом

Рис. 7. Схема термоимпульсной сварки полимерных пленок:

1- пленки; 2- нагреватель; 3- тепло и электроизоляция; 4- антиадгезионная прокладка; 5- подвижная губка; 6- эластичная подложка; 7- неподвижная губка; 8- сварной шов

Изделия: толщина 0,01-0,2мм (односторонний импульс), толщина 0,01-0,4(0,5) (двусторонний импульс), фольга, тонкая бумага, алюминиевая фольга с покрытием, оклеечная бумага.

Материал: твердый, мягкий полиэтилен, полипропилен, твердый суспензионный поливинилхлорид.

Источник нагрева: электрический ток (нагрев электросопротивлением).

Сварочные аппараты: ручные и механические устройства для сварки термоимпульсом.

Ж) сварка контактно-тепловая прессованием

Рис. 8. Схема прессовой сварки с нагревательным инструментом без охлаждения (а) и с охлаждением (б) боковых зон шва:

1- нагреватель; 2-теплоизоляционная пластина; 3- разделительная прокладка; 4-свариваемые изделия; 5- охлаждаемый элемент

Изделия: толщина 0,01-0,2мм (односторонний нагрев), толщина 0,01-0,4мм (двусторонний нагрев), фольга, тонкая бумага и алюминиевая фольга с покрытием, оклеечный материал.

Материал: твердый, мягкий полиэтилен, полипропилен, оклеечный материал из различных пластмасс.

Источник нагрева: электрический ток (нагрев электросопротивлением)

Сварочные аппараты: Разделительная фольга из политетрафторэтилена, разделительная ткань с покрытие из политетрафторэтилена или силикокаучука (толщ. 0,13-0,15).

З) сварка ленточная

Применение нагревательного инструмента в форме лент дает возможность охлаждать свариваемое изделие в процессе сварки перед снятием давления, для этого последняя зона, через которую проходит материал, снабжается охлаждающим устройством. Что значительно повышает качество и производительность сварочных работ.

Рис. 9. Схема ленточной сварки полимерных пленок с двусторонним подогревом:

1- свариваемые пленки; 2- стальная лента; 3- нагреватель; 4- охлаждающее устройство; 5- сварной шов

И) роликовая сварка

Роликовая сварка применяется для соединения полимерных пленок при необходимости получения непрерывного шва значительной протяженности.[2]

Рис. 10. Схема роликовой сварки с односторонним нагревом:

1- свариваемые пленки; 2- прижимной ролик; 3- сварной шов; 4- нагретый ролик

studfiles.net

Сварка нагретым инструментом раструбная

Наибольшее применение раструбная сварка нагретым инструментом нашла для соединения труб из полиолефинов. Последовательность процессов раструбной сварки (рис 1.) аналогична стыковой , но при этом используется инструмент, состоящий из гильзы для оплавления наружной поверхности трубы и дорна для оплавления внутренней поверхности раструба.

Размеры инструмента зависят от геометрических характеристик свариваемых труб. Внутренний диаметр гильзы должен равняться наружному диаметру трубы, наружный диаметр дорна на 0,2-0,5 мм должен быть меньше внутреннего диаметра гильзы, поэтому для соединения труб различных типоразмеров должен применяться свой инструмент. Раструбная сварка возможна с применением литых соединительных деталей, формованных раструбных муфт, а также с помощью раструба, отформованного на одной из соединяемых труб.

Основные технологические параметры сварки и их оптимальные значения приведены в таблице 1.

Оптимальные значения основных технологических параметров раструбной сварки нагретым инструментом при 20 С

Материал труб Температура инструмента, С Продолжительность нагрева, с, при толщине стенки, мм Продолжительность технологической паузы, с, не более Продолжительность охлаждения стыка под осевой нагрузкой, с
4-5 До 8 Свыше 8
ПВД 250 – 280 1 – 2 12 -30 45 – 50 3 20 – 30
ПНД 230 – 250 1 – 2 12 – 25 40 – 45 3 20 – 30
ПП 250 – 280 1,5 – 2 15 – 30 45 -50 3 20 – 30
Примечание: При изменении температуры окружающей среды технологические параметры корректируются путем проведения пробных сварок.

Раструбная сварка рекомендуется для соединения труб наружным диаметром до 160мм при любых значениях толщины стенки. По сравнению со стыковой сваркой нагретым инструментом, раструбная сварка не требует высокой квалификации сварщика, кроме того, значительно большая площадь сварки позволяет увеличить прочность соединения.

Для раструбной сварки труб из термопластов разработаны устройства УЭСЩ-1, ЭСО-2, и УСТТР-50 (рис.2)

Технические характеристики устройства для раструбной сварки нагретым инструментом

Тип устройства Наружный диаметр свариваемых труб, мм Напряжение питания нагревательного инструмента, В Мощность, кВт Максимальная температура нагрева Масса,
Нагревательного инструмента Блока управления
УЭСО-1 20 – 75 36 0,7 370 3,2 14
ЭСО-2 110 36 0,8 370 4,1 14
УСТТР-50 16 – 50 42 1 350 4 24

Список литературы: Зайцев К.И., Мацюк Л.Н. Сварка пластмасс.- М.: Машиностроение,1978.-222с. Комаров Г.В. Способы соединения деталей из пластических масс.- М.: Химия,1979.-288с.

Шестопал А.Н., Шишкин В.А., Новиков В.А Способы соединения элементов конструкций из листовых полимерных материалов.- К.: О-во «Знание» УССР,1982.-31с.

Автор: Шестопал А.Н., Васильев Ю.С., Минеев Э.А. и др Источник: Справочник по сварке и склеиванию пластмасс Дата в источнике: 1986 год

mplast.by


Смотрите также