Сварка пластика в домашних условиях

Простые способы сварки пластиковых деталей в быту. Какие электроды и насадки на фен применяют, чтобы сварить пластмассу. Экструдеры, подающие стержни для качественного шва.
Содержание

Сварка пластика в домашних условиях

Как сваривают пластик

В широком смысле сварка — это соединение деталей путем неполного расплава, во время которого материал размягчается и перемешивается, образуя однородную массу. Одновременно с остыванием происходит отвердевание материала — фактически листы, трубы или любые другие детали сплавляются воедино. Образуется сварной шов.

Хороший шов имеет прочность, сопоставимую с прочностью соединенных деталей. Сваривать можно не только металлы. Многие виды бытового пластика хорошо поддаются сварке. Но технология сварки пластика существенно отличается от технологии сварки металлов.

Влияющие факторы

Сварка пластика — процесс несложный даже в домашних условиях, но для успешности работ необходимо соблюсти ряд условий. Подвергать сварке можно только пластики из группы термопластов.

Термопласты — разновидность пластмасс, которая полностью сохраняет свои свойства при нагреве, расплавлении и последующем отвердевании. Этим они отличаются от реактопластов, которые после финальной обработки (отливки или штамповки изделия) не могут нагреваться без разрушения.

Проще говоря, при высокой температуре термопласты плавятся, но потом затвердевают, а реактопласты обугливаются и горят. Область применения реактопластов значительно уже. В быту гораздо чаще встречаются разные виды термопластов.

Подвергать сварке можно следующие виды пластиков, относящихся к термопластам:

  • полиэтилен (высокой и низкой плотности);
  • полипропилен;
  • поливинилхлорид;
  • полистирол;
  • поливинилацетат;
  • полиэтилентерефталад;
  • поликарбонат;
  • нейлон.

Соединять друг с другом сваркой можно только однородные пластики — нейлон с нейлоном, полистирол с полистиролом, и так далее.

Два подхода

Сварка пластмасс может производиться различными способами. Но существует два основных подхода — температурный и холодный. Первый основан на воздействии на пластик сравнительно высокой температуры (в диапазоне 200-300 °C для разных видов пластиков).

Термическая сварка пластика может осуществляться:

  1. потоком горячего газа (воздух, азот, аргон);
  2. раскаленным контактным инструментом (паяльник, специальный аппарат для сварки пластика);
  3. расплавленной присадкой;
  4. трением;
  5. ультразвуковыми волнами;
  6. точечным нагревом лазерным, инфракрасным или другим световым излучением;
  7. высокочастотным электрическим током.

Принцип холодной сварки иной. Он также делится на два принципиально разных подвида. Первый — это сваривание пластика частичным расплавлением с помощью химических растворителей.

Под воздействием определенных химикатов соединяемые края размягчаются, соединяются под давлением и под давлением же остывают. В силу сложности, а также того, что самые популярные полимеры полиэтилен и полипропилен этому способу не поддаются, в быту его применяют редко.

Второй подвид — это применение двухкомпонентного полимерного состава, по тому же принципу, что и у холодной сварки металла. Настоящим свариванием не является, но может обеспечить достаточно прочное, близкое к прочности соединяемых пластиковых поверхностей, соединение.

Наиболее распространенные способы

Прежде чем говорить о самых доступных для пользователя способах сваривать пластмассу, нужно определиться с областью применения этого способа крепежа в домашних условиях.

Как правило, это либо герметичное соединение пластиковых водопроводных труб, в том числе на участках, где вода курсирует под давлением, либо соединение листового пластика в различных целях — изготовление каких-то изделий, ремонт пластиковых канистр, баков, бамперов.

Обратите внимание, что сваривание часто используется дайверами для ремонта гидрокостюмов с соответствующим покрытием.

Далее будет сделан упор на методы и инструмент для ручной сварки пластика, поскольку машинные способы сваривания связаны со сложным и дорогим оборудованием. К ним относятся лазерная, инфракрасная, ультразвуковая сварка пластика, сваривание трением и некоторые другие способы. В то же время соединение с помощью прямого контакта с термоинструментом, с помощью раскаленного газа либо экструдера, технологически вполне доступно для домашнего мастера или выездного ремонтника.

Контактный способ нагревом

Технологически это самый простой способ сварки пластика. Для него не нужны даже электроды. Но конструкция применяемого аппарата различна для сварки листовых материалов или, к примеру, для соединения труб.

Самым простым аппаратом, применяемым для сварки небольших деталей, является обычный электрический паяльник на 220 В. Для увеличения площади нагрева, а также чтобы не портить жало, может применяться специальная насадка.

Им можно сваривать самые распространенные пластмассы — полиэтилен и полипропилен. Большая часть пластмассовых деталей для домашнего хозяйства производится из них.

Принцип этого метода несложен. Кромки деталей разогревают (для полиэтилена и полипропилена температура должна быть 200-260 °C), соединяют внахлест либо стык-в-стык и плотно обжимают в струбцине или в тисках.

Охлаждение должно происходить под давлением, иначе добиться качественного шва не удастся. Перед началом работы края рекомендуется зачистить и промыть.

Специальный сварочный аппарат применяется для сваривания листового пластика в больших объемах. Соединение труб нагревом также требует особого инструмента. Сварочные аппараты для труб делятся на 2 вида — для сварки встык и для сварки враструб.

Второй способ предназначен для сварки труб разного диаметра, плотно заходящих одна в другую. Такие аппараты обеспечивают необходимое давление.

Раскаленный газ

Сварка пластика газом означает, что для размягчения материала используется направленный поток раскаленного воздуха либо промышленного газа — аргона, азота и других. В бытовых условиях обычно применяется воздух, а инструментом для его подачи служит строительный фен.

Температура подаваемого газа должна быть примерно на 80-100 ° выше, чем температура вязкотекучести, то есть размягчения до нужной кондиции свариваемого металла. В этих условиях также необходимо обеспечивать давление на соединяемые кромки пластика. Для этого может использоваться прижимной валик, которым ведут вдоль шва вслед за феном (требуется помощь другого человека), либо специальные фиксирующие насадки на фен.

Такая насадка позволяет сжимать поверхности во время сварки. Специально для обработки широкоформатных листов — баннеров, тентов, элементов крови — разработаны щелевые и формировочные насадки на типовой промышленный фен (тепловой пистолет).

В промышленности чаще применяется специальный газовый состав, обеспечивающий отсутствие окислов в сварном шве, которые ослабляют его структуру. В быту это некритично, так как нагрузка на пластмассовые детали обычно незначительна.

Нагрев газом налагает ограничение на толщину свариваемого материала — не более 2 мм. Оптимально — 1,5 мм.

Газовое сваривание пластика может быть как без применения присадочного материала, так и с присадкой. Роль присадки играют так называемые электроды — стержни из пластмассы различных марок (подбираются исходя из марки пластика), диаметром от 2 до 6 мм.

Называть их электродами не совсем корректно. Никакой ток по ним при газовой сварке не идет (почти все пластики — диэлектрики). Но название прижилось просто по аналогии со сваркой металла.

Использование присадки позволяет увеличить прочность шва и углубить сварной шов. Этот способ подходит для скрепления более толстых деталей. Возможна как ручная подача присадки с прикаткой валиком, так использование специального оборудования — экструдера, экструзионного пистолета.

Применение экструдера

Экструдер — это устройство для подачи в область сваривания присадочного материала. Его использование существенно упрощает процесс сварки.

Ручной экструдер для пластика выглядит как пистолет, совмещенный с тепловым феном. Через него непрерывно подается присадочный стержень, окутываемый потоком раскаленного воздуха.

Экструдеры делятся на 2 типа — бесконтактные и контактные. В первом случае мундштук не погружается в сварной шов, а давление обеспечивается прижимным роликом.

Во втором случае сопло аппарата проходит непосредственно внутри сварного шва, и этим осуществляется необходимое давление. Экструзионный способ сваривания пластика — самый простой, быстрый и надежный среди всех видов ручной сварки, он уступает только автоматическому и полуавтоматическому методам.

Чиним пластиковые детали сами — 3 простых способа

Производители любят относительно дешевый, податливый и легкий пластик. И у автовладельцев есть причина его полюбить — детали из этого материала очень хорошо ремонтируются. А значит, нет необходимости регулярно разоряться на замену поврежденных деталей.

Прежде чем мы расскажем, как починить пластмассовые изделия, обратим внимание на некоторые их особенности. Сегодня производители используют различные виды пластиков, в том числе АБС-пластик, полипропилен, полиуретан, поливинилхлорид и другие. Все они обладают разными свойствами, поэтому перед началом ремонта нужно обязательно выяснить, с каким материалом вы имеете дело. Маркировка вам в помощь — она есть на любой детали. Пытаясь сварить две детали из разного пластика, вы впустую потратите время: соединение, например, полипропилена с АБС-пластиком будет непрочным, а значит, крайне недолговечным.

Читайте также  Высокоуглеродистая сталь что это такое?

Вернемся к ремонту и расскажем, как починить пластмассовые детали с помощью клея и путем пайки. Перед нами — поврежденная запчасть. Приступим!

Решение 1. Склеивание

Такой способ ремонта довольно простой. Для него понадобится специальный клей, у нас — дихлорэтан, он наиболее доступный и прекрасно клеит АБС-пластик. Также будет нужна кисточка, лучше — синтетическая. Она удобна тем, что после первого использования склеенные затвердевшие волоски можно подрезать, а оставшуюся их часть нагреть, волоски распушатся, и кисть вам еще послужит.

Итак, берем кисть, смачиваем в дихлорэтане, наносим его на склеиваемые части или детали — сначала на одну, потом на другую. Состав лучше положить в два слоя, так как первый, предварительный, начнет активно разъедать пластик. Прикладываем части друг к другу, прижимаем и ждем. Сохнет дихлорэтан довольно долго, до шести часов. Проявив терпение, получаем целую деталь!

Решение 2. Пайка

По сути, сварить пластиковую деталь в месте повреждения можно двумя способами — используя фен и пластмассовый стержень либо паяльник и латунную или медную сетку. Но для начала расскажем об устройстве, с помощью которого мы будем проводить работы.

Обычно для пайки используют мощные большие фены (их еще называют техническими). Но работать ими неудобно: такие фены громоздкие, тяжелые и прогревают большую поверхность. Поэтому мы предпочли простую паяльную станцию с паяльником и легким компактным феном. Стоит она недорого, в районе 3000 рублей — цена может варьироваться в зависимости от комплектации. Входящий в набор припой, используемый для ремонта радиодеталей, нам не понадобится.

Способ 1. Ремонт с помощью фена и стержня

Снимаем фен со станции. Выставляем необходимую для пайки АБС-пластика температуру 300 °C. По ходу выполнения работ температуру стоит регулировать, если пластик будет плавиться слишком сильно или, наоборот, недостаточно.

Разогреваем с помощью фена стержень так, чтобы он стал мягким и почти начал плавиться, то же делаем и с поврежденным участком на детали. Ответная часть обязательно должна быть хорошо разогрета, иначе сцепление будет плохим, а получившееся соединение непрочным. Если пластик ремонтируемой детали вздувается, значит, процесс идет правильно.

Способ 2. Ремонт с помощью паяльника и сетки

Для выполнения этой работы мы поставили на паяльник плоскую насадку. Стандартным острым наконечником неудобно прижимать сетку. К слову о ней. Можно использовать латунную или медную сетку — крупную либо с мелкоячеистой структурой. Кусочек латунной сетки размером примерно 250х200 мм стоит около 250 рублей. Более крупная сетка обойдется дешевле, ее также можно использовать, но будьте готовы потратить больше времени.

Для начала выровняем и зафиксируем поврежденный участок, чтобы поверхность не играла в процессе ремонта. Для этого соединим в некоторых местах края трещины, подплавив их паяльником, и дадим остыть. После этого прикладываем сетку и начинаем ее впаивать. У нас не очень мощный паяльник (около 45 Вт), поэтому мы выставляем максимальную температуру, чтобы процесс шел быстрее.

Начинаем утапливать сетку в пластмассу. Получается армированная поверхность, аккуратная и довольно красивая. Подобным способом удобно соединять трещины, например на бампере. Работа легкая и относительно простая. Главное — следить, чтобы сетка была полностью впаяна. Когда все готово, даем пластику остыть. Проверяем. У нас получилось достаточно прочное соединение. Поверхность слегка гуляет, потому что мы не закрепили части с внешней стороны. Чтобы получить более жесткое соединение, здесь можно припаять стержень, после чего удалить излишки пластика и покрасить деталь.

  • Ремонт пластмассовых деталей — процесс кропотливый, но относительно простой и бюджетный. При этом можно выбрать наиболее удобный способ починки и, потратив некоторое время, не тратить лишние деньги.

    Все вопросы и предложения по серии выпусков «Техническая среда» присылайте на [email protected] .

    Другие выпуски «Технической среды» доступны в нашем спецпроекте, а также на нашем канале в YouTube.

    Особенности сварки пластиковых изделий

    Сварочные работы пластиковых изделий гарантируют высокое качество скрепления, а также возможность совершать процесс вне зависимости от условий – в массовом или единичном производстве, на промышленных предприятиях либо в домашних условиях.

    1. Виды сварки для пластмассы
    2. Какие технологии можно применять в домашних условиях?
    3. Итог

    Виды сварки для пластмассы

    Сварка пластмассы может осуществляться большим количеством методов.

    Их классификация насчитывает два основных типа: скрепление частей при помощи нагрева поверхности строительного пластика до вязкотекучей концентрации и сварка полиэтилена без применения нагрева, с более низкой температурой, не доходя до вязкотекучей консистенции.

    Этого состояния можно добиться при помощи растворителя.

    Самым распространенным методом сварки пластиковых изделий является плавление при помощи термофена.

    Разновидности сварки пластика.

    Помимо этого, принимая ко вниманию способ изменения и ввод в контактное место, стоит отметить и другие способы работы с пластиком, а именно:

    • нагретый газ – сварка происходит встык;
    • расплавленная присадка;
    • ультразвук;
    • трение – для этого используются специальные прутки;
    • световое, инфракрасное либо лазерное излучение;
    • специальное нагретое оборудование;
    • ток повышенной частоты.

    Под воздействием горячей температуры, а также за счет свойства свариваться при помощи тепла, полимер делится на термопласт и реактопласт. В первом случае вязкотекучего состояния добиться крайне трудно из-за химического состава элемента.

    Главной особенностью выступает многократное нагревание, доведение конструкции до мягкого состояния, а затем возвращение её в первоначальное состояние, не нарушая структуру и свойства.

    Многие полимеры оказываются термопластами. Реактопласт, наоборот же, после проведения обработки под влиянием сварочного оборудования видоизменяется и теряет своё первоначальное состояние, переходя в более вязкотекучую консистенцию. Не рекомендуется такой материал сваривать при помощи увеличения температуры.

    Технология сварки пластика.

    Сварка пластика феном проходит несколько основных этапов:

    1. Подвод и изменение энергетического потока, который обеспечивает надежность деталей, подвергаемых сварке.
    2. Взаимодействие двух скрепляемых частей при соприкосновении друг к другу.
    3. Формирование структуры пластика в месте соприкосновения.

    Второй этап в процессе сварки пластиковых изделий является одним из самых важных, поскольку от него зависит качество скрепления.

    Вязкотекучее состояние возникает за счет смешивания расплавленных слоев, где в итоге грань трещины пропадает и соединение имеет повышенную прочность, нежели при высокоэластичной консистенции. Скрепляются детали достаточно быстро, даже при ультразвуковой и высокочастотной сварке.

    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.

    Читайте также  Раствор для золочения в домашних условиях

    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.

    Сварочные материалы должны быть однородными для сварки пластмассовых изделий. В данном случае дополнительные крепежи или клей будут неэффективны. Кроме этого, чтобы пластик для сварки был надежно прикреплен, необходимо массу изделия минимизировать.

    Сварка пластмасс

    Существует большое количество способов сварки пластиков. Все их можно условно разделить на две группы: соединение деталей путем нагрева их поверхностей до вязкотекучего состояния и сварка без использования нагрева или с нагревом, но ниже температуры вязкотекучести — с помощью растворителей.

    Наибольшее распространение получила сварка с нагревом до температуры вязкотекучести. В зависимости от вида потребляемой энергии, способа ее преобразования и ввода в контактную зону, существуют следующие виды сварок пластмасс с нагревом:

    • нагретым газом;
    • расплавленной присадкой;
    • нагретым инструментом;
    • световым, инфракрасным или лазерным излучением;
    • ультразвуком;
    • трением;
    • токами высокой частоты.

    По своему поведению при нагревании и способности к свариваемости с помощью тепла, полимеры подразделяются на термопласты и реактопласты. Первые при нагреве до вязкотекучего состояния не претерпевают сколько-нибудь существенного химического изменения. Их можно многократно нагревать, доводить до размягчения и снова возвращать в исходное состояние без нарушения их структуры и свойств. Большинство полимером относятся к термопластам. Реактопласты, при переработке в изделие, под воздействием нагрева претерпевают необратимые изменения и навсегда теряют способность переходить в вязкотекучее состояние. Их нельзя сваривать нагревом.

    Процесс сварки полимеров состоит из нескольких последовательных этапов:

    • подвода и преобразования энергии, обеспечивающей активацию свариваемых поверхностей;
    • взаимодействия активированных поверхностей при контакте друг с другом;
    • формирования структуры материала в зоне контакта.

    Стадия взаимодействия свариваемых зон является самой важной для прочности соединения. При вязкотекучем состоянии происходит перемешивание слоев расплава, в результате чего граница раздела исчезает, и обеспечивается более высокая прочность соединения, чем при высокоэластичном состоянии. Соединение образуется быстро, особенно при таких видах сварки, как ультразвуковая и высокочастотная.

    Сварка нагретым инструментом

    Наибольшее применение нашел способ прямого нагрева. Соединение при нем образуется в два этапа:

    • разогрев (оплавление) соединяемых поверхностей плотно прижатым нагретым инструментом для сварки;
    • контакт нагретых поверхностей свариваемых деталей с определенным усилием и выдержка под давлением до охлаждения деталей.

    Разогрев должен обязательно приводить к оплавлению свариваемых торцов на определенную глубину. При этом расплавляются все неровности, и обеспечивается плотный контакт деталей, необходимый для перемешивания слоев материала и образования прочного соединения.

    Время между удалением инструмента и сжатием свариваемых деталей должно быть как можно меньше, в противном случае снижается прочность шва из-за быстрого охлаждения свариваемых поверхностей.

    К основным технологическим параметрам сварки пластмасс нагретым инструментом относятся:

    • температура нагревателя;
    • продолжительность нагрева;
    • давление оплавления (усилие прижатия инструмента к детали);
    • давление осадки (усилие сжатия свариваемых деталей);
    • продолжительность выдержки давления после сварки.

    В нижеследующей таблице приведены примерные параметры режима сварки полипропиленовых и полиэтиленовых труб нагретым инструментом.

    Перед сваркой контактирующие поверхности деталей необходимо очистить от посторонних веществ и загрязнений, препятствующих соединению — пыли, масла и др. Для обезжиривания могут использоваться ацетон или спирт. При необходимости применяется торцовка (срез неровностей соединяемых кромок) с удалением образовавшейся стружки.

    Кроме способа прямого нагрева, когда нагретый инструмент непосредственно контактирует со свариваемой деталью, применяется и сварка косвенным нагревом (с использованием промежуточного материала, подвергаемого нагреву), а также сварка с закладными нагревателями. В последнем случае в соединяемую часть (электромуфту, например) закладывается нагревательный элемент (специальная металлическая проволока), нагревающийся при пропускании через него электрического тока и расплавляющий окружающий его полимер.

    Оборудование для сварки нагретым инструментом. К наиболее простому оборудованию для сварки нагретым инструментом относятся сварочные аппараты для сварки полимеров, предназначенные для сварки труб встык и враструб. Первые используются для оплавления плоских поверхностей, чаще всего торцов труб при стыковой сварке. Однако их можно использовать для сварки любых деталей, имеющих плоскую контактную поверхность.

    Работа со сварочными аппаратами для сварки встык проста. После установки температурного режима и разогрева инструмента, подготовленные кромки соединяемых деталей прижимаются к разогретой поверхности с двух сторон. После разогрева и оплавления поверхностей, детали прижимаются друг к другу с определенным усилием и выдерживаются в таком положении до охлаждения шва (подробнее см. в статье Сварка полиэтиленовых труб).

    У аппаратов для сварки враструб происходит разогрев наружной поверхности трубы и внутренней поверхности фитинга или раструба трубы. Диаметры нагревательных втулок (муфт) и штифтов (дорнов) подобраны таким образом, чтобы при соединении трубы с фитингом обеспечивался натяг, необходимый для образования прочного и герметичного соединения. После установки температурного режима и разогрева инструмента, соединяемые детали трубопровода устанавливаются с двух сторон на нагретую оправку — фитинг надевается на штифт (дорн), труба вставляется во втулку (муфту). После выдержки необходимого для нагрева времени, детали снимаются с оправки и соединяются друг с другом (подробнее см. в статье Сварка полипропиленовых труб).

    Нередко для сварки пластмасс используют обычные электропаяльники, которые особенно хорошо подходят для разогрева кромок маленьких деталей.

    Сварка нагретым газом

    Вид используемого газа зависит от свойств свариваемых пластмасс. Наиболее экономичным является воздух. Для пластмасс, сильно подверженных воздействию кислорода, наиболее высокую прочность соединения обеспечивают азот и аргон.

    Благодаря дешевизне оборудования, возможности соединять детали любых размеров и конфигураций, простоте и удобству пользования, сварка нагретым газом используется очень широко. С ее помощью сваривают в основном конструкции из материала толщиной от 1,5 мм — трубы, химическую аппаратуру, всевозможные емкости и пр.

    Технология сварки пластмасс нагретым газом предусматривает два способа получения соединения: с применением присадочного материала и без использования присадочного материала.

    В первом случае в качестве присадки используется пруток диаметром 2-6 мм или полоса. Присадка изготавливается из того же материала, что и соединяемые детали. Иногда для повышения пластичности и текучести в неё добавляют пластификаторы.

    К основным технологическим параметрам сварки нагретым газом с использованием присадочного материала относятся:

    • расход и температура газа;
    • материал и размеры сечения присадочного прутка;
    • угол наклона подаваемого в разделку прутка;
    • усилие прижима присадки;
    • угол наклона горелки к плоскости детали;
    • скорость сварки.

    Температура газа на выходе из сопла должна быть на 50-100°C выше температуры вязкотекучести свариваемого материала.

    Расстояние между поверхностью сварного шва и соплом наконечника нужно поддерживать постоянным, равным 5-8 мм.

    При угле наклона присадочного прутка больше 90° пруток, уложенный в шов, удлиняется (при охлаждении может лопнуть). Так сваривают полипропилен. При угле наклона меньше 90° пруток разогревается быстрее основного материала и на участке большей длины. Расход прутка увеличивается из-за его осадки при укладке в шов. При этом в шве возникают внутренние напряжения из-за продольного сжатия, и пруток изгибается с образованием на его поверхности волны. Прочность сцепления прутка с кромками уменьшается, и его можно легко отделить. Перед сваркой пруток нагревают, отгибают под прямым углом и охлаждают на воздухе.

    Угол наклона оси горелки к плоскости изделий в начале сварки должен составлять 55-65°, в дальнейшем уменьшаться до 45°.

    Струя газа должна быть направлена на основной материал, поскольку его масса больше массы присадочного материала.

    Читайте также  Сварка емкости из нержавеющей стали

    Скорость сварки колеблется в широких пределах в зависимости от марки свариваемого материала и его толщины и может составлять от 4 до 15 м/ч.

    Стыковые швы материала толщиной менее 4 мм выполняют без разделки кромок. В отношении более толстых материалов применяют одностороннюю или двухстороннюю разделку.

    Горелки и термофены. В качестве оборудования для сварки нагретым газом применяются газовые горелки и термофены, в которых газ-теплоноситель нагревается в результате сгорания горючего газа или от нагревательного элемента, по которому пропускается электрический ток. Сварка пластиков феном, благодаря своей простоте, удобству пользования и дешевизне, широко используется в домашних условиях. Термофены бывают двух типов: с подачей газа от внешнего источника (компрессора, баллона или сети) и с вентилятором, вмонтированным в корпус самого фена.

    Для оптимального распределения газа по сварному шву применяются различные насадки.

    Сварка экструдером

    Для того чтобы сварка могла осуществляться, температура выходящего расплава должна быть на 40-50°C выше температуры текучести свариваемого материала.

    Схема сварки расплавом может быть бесконтактной и контактно-экструзионной. При первой аппарат для сварки не контактирует со свариваемыми деталями, прикатка присадки осуществляется прижимным роликом. При контактно-экструзионной сварке сопло инструмента касается соединяемых деталей. При такой схеме уменьшаются потери тепла, обеспечивается теплопередача от инструмента к свариваемым деталям (в дополнение к теплу присадки) и не требуются дополнительные прижимные устройства.

    Сварка полиэтилена и полипропилена

    Для полипропилена и полиэтилена подходят не все способы сварки. В частности, невозможна сварка полиэтилена и полипропилена токами высокой частоты — из-за особенностей поведения их молекул в электрическом высокочастотном поле. Не свариваются они и растворителями — из-за слабого набухания в них.

    Для полиэтилена, относящегося к мягким пластмассам, не подходит ультразвуковая сварка из-за малого модуля упругости и высокого значения коэффициента затухания ультразвуковых колебаний.

    Наиболее широко для сварки полипропилена и полиэтилена применяется сварка нагретыми инструментами, газами и расплавленной присадкой (экструдерами).

    Сварка пластмасс с помощью растворителей

    Обе пластмассовые детали просто прижимают к губке или войлочной прокладке, предварительно пропитанной растворителем. Количество растворителя должно быть минимальным, чтобы исключить образование потеков и возможно трещин. После нанесения растворителя пластмассовые изделия должны быть немедленно приведены в контакт и выдержаны в таком состоянии короткое время для набухания без чрезмерной потери легколетучего растворителя. Затем детали сжимаются и под давлением находятся в течение требуемого времени, от нескольких секунд до нескольких минут в зависимости от конструкции соединения и выбранного растворителя. После, в течение нескольких часов соединение достигает прочности соединяемых материалов. Для ускорения испарения растворителя может быть использован нагрев деталей.

    Подлежащие соединению с помощью растворителя пластиковые изделия должны быть отлиты под давлением с минимальными остаточными напряжениями, и они во многих случаях подвергаются отжигу перед сборкой. Литники должны быть расположены вдали от зон соединения.

    Сварка с помощью растворителя — относительно простой и недорогой метод, но из-за вреда растворителей для здоровья он применяется только в тех случаях, когда другие методы сварки непригодны.

    Видео:

    Что нужно для сварки пластика?

    Сварка термическая пластика на сегодняшний день считается наиболее экономичной, а порой и безальтернативной технологией соединения полимерных деталей, поскольку она гарантирует высокую прочность и качество соединения, причём как при промышленном производстве, так и в домашних условиях.

    При всём огромном разнообразии технологии варки пластмасс их все можно разделить на две большие группы.

    • Нагревание краёв деталей до полурасплавленного состояния.
    • Соединение деталей при помощи растворителей, т. н. жидкая (атермическая) сварка для пластика. Полужидкое состояние соединяемых деталей в этом случае достигается при помощи специальных реагентов.

    Как происходит нагрев?

    Температурная сварка технологически проста, а потому её охотно применяют и при промышленном, и при кустарном производстве. В зависимости от конкретных задач и используемого оборудования нагрев пластиковых деталей происходит следующими способами:

    • горячей газовой струёй;
    • добавлением на края соединяемых деталей расплавленной присадки;
    • соединение деталей выполняет раскаленный сварочный инструмент;
    • использованием лазерного, инфракрасного или светового пучка;
    • использованием ультразвукового пучка;
    • применением трения;
    • применением высокочастотных электрических импульсов.

    При проведении сварочных работ следует обязательно учитывать характер поведения полимера при воздействии на него высоких температур. По характеру поведения они подразделяются на…

    • Термопласты, которые при переходе в полурасплавленное состояние не меняют свои химические свойства. Температурная сварка для пластика термопласта может быть применена многократно, поскольку она не изменяет его химический состав и эксплуатационные свойства.
    • Реактопласты от нагревания изменяют свои химические свойства, причём эти изменения являются необратимыми. Часто эти изменения связаны с процессом окисления, при котором полимер обугливается, но так и не переходит в полурасплавленное состояние. Поэтому для их соединения применяются технологии, не связанные с нагревом. Кроме того, чрезмерный нагрев может вызвать появление опасных для здоровья газов, как это, например, происходит с АБС-пластиками. При сильном нагреве ABS-полимера выделяется ядовитый акрилонитрил.

    Технология выполнения сварки полимеров

    Какую технологию выполнения сварочных работ вы бы ни выбрали, она будет выполняться в несколько основных этапов.

    • Разогрев краев соединяемых деталей. Эту задачу может выполнить нагретый инструмент, газовая струя или энергетический пучок различной природы (лазер, ультразвук, инфракрасное излучение и пр.).
    • Соединение под давлением нагретых краёв деталей.
    • Формирование в зоне сварочных работ единого полимерного полотна.

    Наиболее важной для полученного результата является второй этап производимых работ. Именно на этом этапе происходит полурасплавление свариваемых деталей и перемешивание их в однородную массу. От качества и площади зоны перемешивания будет зависеть прочность полученного соединения. Следует понимать, что при некоторых видах сварки, прежде всего при ультразвуковой и импульсной высокочастотной, образование сварного шва происходит очень быстро.

    Рассмотрим наиболее простые с технической стороны виды сваривания пластиковых деталей.

    Сварка при помощи нагретого инструмента (термоконтактная сварка)

    Чаще всего данную технологию применяют для варки труб, при производстве полимерных ёмкостей, соединении пластиковых деталей различных конструкций, в т. ч. и автомобильных.

    Для этих целей чаще всего применяют метод прямого нагрева, для чего края соединяемых деталей сначала полурасплавляет плотно прижатый к ним разогретый инструмент. Затем края с усилием соединяют друг с другом, в результате чего происходит их сплавление. Для получения качественного результата необходимо держать края деталей под давлением до полного их остывания.

    Устройства для термоконтактной сварки пластика могут работать встык и враструб. Последнее используется только для сварки полимерных и ПВХ-труб. Сварочный инструмент, работающий встык, способен соединять не только трубы, но и листовой пластик.

    В домашних условиях как нагревательный инструмент можно использовать и простой паяльник. Правда, скорость сварочных работ будет крайне медленной, а расход электроэнергии, наоборот, большим. Поэтому лучше всего использовать паяльник для сварки небольших деталей.

    Сварка нагретой сварочной струёй

    Согласно данной технологии, пластиковые листы нагреваются сварочной струёй из строительного термофена или сопла горелки. Для нагрева пластика применяются аргон, азот, углекислый газ и даже обычный воздух. Сварка пластика феном считается наиболее экономичной. Но в нагретой феном воздушной струе содержится кислород, который при высоких температурах будет вступать в реакции окисления, разрывая полимерные цепочки и ухудшая качество соединения деталей.

    Преимущества сварки нагретой газовой струёй:

    • простой и доступный набор необходимого оборудования;
    • процесс сварки не потребует от вас высокой квалификации;
    • возможность выполнения сварочных работ в любом помещении, даже дома, поскольку этот вид сварки абсолютно безопасен и безвреден.

    Однако у данной технологии имеются и свои ограничения, связанные с тем, что нагретая газовая струя сможет эффективно прогревать лист пластика толщиной не более 2 мм. Оптимальная же толщина — это не более 1.5 мм.

    Различают два способа варки: с присадкой и без неё. В качестве присадки используются пластиковые полоски или прутки толщиной (диаметром) не более 2 мм. Обратите внимание, пруток (полоска) для сварки пластика должен быть из того же материала, что и соединяемые детали.

    Существуют и другие технологии сварки пластиковых деталей, но они чаще всего применяются в промышленных условиях.

  • Оцените статью
    Добавить комментарий