29.12.2022

Группа 303

Предмет: Технология сварки полимерных материалов 

Тема урока: Технология сварки нагретым газом 

Цель урока: изучить данную тему, составить конспект урока 

Сварка нагретым газом, нагретым инструментом,

Сварка – это процесс самослипания полимерных материалов под воздействием тепла и давления. При сварке полностью исчезает граница раздела м/у контактирующими поверхностями. Физ.-мех. св-ва сварного шва приближаются к св-вам свариваемого материала.

При сварке мат-л в месте сваривания (любым способом) доводят до вязкотекучего сост-ия, после чего нагретые детали прижимают друг к другу под давлением и выдерживают в таком сост-ии до полного охл-ия. Сваривание происх-т вследствии диффузии м/молекул из одного объема в другой.

Сварке подвергаются ПЭ, ПП, ПВХ, ПС, ПММА. Т.к. поверхности д.б. в расплавленном сост-ии, то м.б сварены м/у собой только те полимеры ,кот. переводятся в расплавленное сост-ие в одинаковых условиях. Для перевода в пластичное сост-ие надо опр-ть темп. (Темп.сваривания= Темп.текучести+50-100°). Перед началом сварки стыкуемые поверхности надо тщательно очистить и зафиксировать.

Сварка нагретым газом – М-д основан на нагреве соединяемых поверхностей материала до темп. сварки струей горячего газа с последующим их сжатием под давлением и выдержкой до охлаждения. В кач-ве теплоносителя исп-ся обычно воздух и азот. Газ выбирают в завис-ти от св-в пластмасс. Этот способ применим, гл. обр., для сварки отн-но жестких термопластов - винипласта, ПА, ПММА, ПП, ПЭВП. Он прим-ся для изгот-я конструкций с толстыми стенками (химич. аппаратура, емкости трубы).

Сварка с помощью нагретого газа осущ-ся с применением присадочного материала или без него. При сварке с применением присадочного материала нагретый газ, выходящий из сопла горелки, размягчает одновременно свариваемые кромки и пруток (изготовлен из того же материала, что и свариваемые изделия). Сварщик прижимает пруток к размягченным кромкам и образуется сварной шов. Для снижения температур размягчения и повышения пластичности присадочного материала в него добавляют пластификаторы. Сварка без присадочного материала чаще прим-ся для сварки пленок путем одностороннего нагрева сложенных внахлестку матер-лов.

Основные параметры сварки:

-температура(темп. сварки зависит от температуры газа и его давлении на выходе из горелки).Темп. газа выходящего из сопла горелки устанавливается в зависимости от свариваемого материала и д. б Твязкотекучего состояния+50-100° поскольку есть потери тепла в окр среду, а часть тепла поглощается поверхностью полимерного материала. На темп-ру сварки м. влиять регулировкой мощности нагрева, кол-вом подаваемого горячего воздуха, изменяя расстояние от наконечника горелки до свариваемой поверхности и изменяя время возд-ствия горячего воздуха.

-давление на присадочный материал. колеблется 0,35-0,7 кгс/см.кв. -время воздействия повышенной температуры (скорость сварки) - Опред. толщиной и типом свариваемого материала, а также темпер. нагрева -усилие прижима - Создается вручную или спец. приспособлениями, выбирается в завис-ти от диаметра сварного валка и жесткости материала

В ообще же все сварные соединения, можно разделить на пять видов: встык (а), внахлестку (б), угловые (в), тавровые (г) и торцовые (д). Наибольшей механической прочностью обладают стыковые соединения. Швы внахлестку при сварке жестких материалов применяют редко из-за их пониженной прочности. Угловые и тавровые соединения получают как без обработки кромок, так и со снятием фасок; последний прием повышает прочность шва.

Разновидностью сварки нагретым газом является сварка открытым пламенем (оплавлением). Этим способом сваривают пленки из ПЭНП и ПА. При сварке пленки накладываются друг на друга и зажимаются между двумя плитами таким образом, чтобы свариваемые кромки выходили за плиты. Под действием открытого пламени выступающие кромки оплавляются образ-ся монолитный сварной шов.

Сварка нагретым инструментом.

Сущность пр.-са заключ-ся в том, что свариваемые детали в месте соеди-нения нагреваются до темп-ры вязкотекучего сост-я с помощью спец. инст.-рументов – нагревателей, которые передают тепло свариваемым поверхностям при непосредственном контакте с ними. После нагрева поверхности нагреватель выводится из зоны соед-ия, и под действием давления детали свариваются. Этот спос-б прим-ся для сварки изд-й из ПП, ПЭ, ПС. В отличие от газовой сварки этим способом м. сваривать материалы с различн. значением вязкости и с различными темпер-рными переходами в вязкотекучее сост-ие. Этим м-дом достигается точный контроль темп-ры расплава в зоне сварки, т.к. отсутств потери тепла в окруж. среду.

«–» - длительное время сваривания (неск. стадий); - существует возможность налипания полимеров на нагреваемые элементы; - нецелесообразно сваривать материалы, которые имеют в своем составе добавки и примеси, невозможно сваривать загрязненные поверхности; - размеры и профиль сварного шва ограничиваются возможностью изготовления нагревательного элемента небход. формы и размера;

Выделяют 2 основных способа передачи тепла :

-косвенная сварка нагретым инструментом, когда тепло проникает в стыкуемые поверхности через одну из стыкуемых деталей. Этот способ исп. для соединения пленок. Материалы - полиолефины, ПС, ПВХ.

-непосредственная сварка нагретым инструментом, когда тепло м. проникать в стыкуемые поверхности напрямую от нагревательного элемента. Этот способ используется для соединения листов или труб и приварки к ним дополнительных элементов;

а)Косвенная сварка нагр.инстр.

Т епло проходит через одно из стыкуемых изд.(односторонний нагрев)или через оба (2-ухсторонний нагрев,он быстрее)

а) с односторонним нагревом, б) с двухсторонним нагревом

1 – нагреватель, 2 – изоляционная прокладка, 3 – свариваемые детали, 4 - опора

Двухсторонний нагрев облегчает условия сварки и позволяет ускорить разогрев материала до требуемой температуры. Температура нагрева находится в интервале от 200 до 340 С.

Выд. 2 вида косвенной сварки:

1)-термоимпульсная (Нагревательный элемент коротко (импульсно) касается соединяемых дет. Сварив. пленочн. материалы на поточных линиях. При этом транспортер, на кот. нах. сварив. пленки, движ. пошагово. В момент его остановки нагреват. касается пленки в листе сварив. Нагрев м.б. с одной или 2-ух сторон),

2)-сварка с тепловым контактом (Исп. прикаточные ролики или прижимные ленты, кот. одновременно и нагревают пленки и прижимают их др. к другу. При этом получ непрерывн. шов. В таких поточных линиях предусмотрен вод охложд. при пом. ожл. губок).

б) Непосредственная сварка нагретым инструментом. Этим спос. свариваются трубы, листы, пленки. При сварке с пом. нагрев. элемента свариваются поверхности нагревающиеся от контакта с элементами нагревательных металлических элементов, чтобы создать расплавленную область, затем детали спрессовываются, чтобы сделать сварной шов.