Понятие и технологии сварки пластиков: что это такое и как происходит?

Виды пластика, которые свариваются

Области применения видов сварки в зависимости от физической формы полимера и вида изделий

Области применения видов сварки в зависимости от физической формы полимера и вида изделий.

Сварка для пластика применяется не только для производства, но и для ремонта.

Для сварки выбирают следующие виды термопластических пластмасс: полиэтилен, полипропилен, полистирол, поливинилхлорид, полиэтилентерефталат, нейлон, поликарбонат, поливинилацетат.

Сварка полиэтилена происходит за счет нагревания, а после этого полиэтилен сжимается под давлением. Зачастую применяются ручные аппараты, которые подают горячий воздух.

Полипропилен чаще всего используется для сварки труб. В этом помогает сварочный электрический аппарат. Его мощность может достигать 1500 В. Температура при сварке около 260°С.

Полистирол проходит этап сварки для изготовления бытовых предметов. К примеру, посуда, игрушки, инструменты. Поливинилхлорид применяется для линолеумов, натяжных потолков.

Температура при сварке достигается 360°С. Сварка для пластика остальных видов пластмасс протекает аналогично.

Температура плавления разных видов пластмасс

Температура плавления разных видов пластмасс.

  • прочность, способность выдерживать совершенно разнообразную температуру;
  • могут иметь диэлектрические свойства;
  • обладают механической прочностью, что и делает их весьма популярными материалами для сварки, изготовления из них прочных предметов.

Такой материал, как пластмасса, обрабатывают разными способами сварки. Например, применяется нагретый газ, контактный нагрев, обработка током с высокой частотой, ультразвук, трение. Эти методы используются достаточно часто при производстве многих вещей, считаются весьма эффективными.

Понятие и технологии сварки пластиков: что это такое и как происходит?

В разных отраслях используются определенные виды сварки. Сварка может осуществляться с помощью газового теплоносителя с присадкой или без; контактно-тепловым сварочным оплавлением или проплавлением; при помощи электрического поля высокой частоты.

Для соединения выбираются такие виды пластмасс:

  • полиэтилен соединяется путем нагревания кромок, а затем он сжимается под давлением, чтобы не происходило коробления краёв;
  • полипропилен используется для прочного соединения металлопластиковых труб, для этого используют специальный электропаяльник с мощностью до 1500 V, который создает температуру в месте соединения до 260° С;
  • полистирол применяют для изготовления бытовых предметов, например, игрушек, одноразовой посуды;
  • полихлорвинил — для соединения линолеума, натяжных потолков.

Сварщик пластмасс любого разряда обязан знать все виды пластмасс, применяемых в производстве, технологию сварки.

В отдельных отраслях современного производства используют разные виды сварки пластика, которые осуществляются с помощью:

  • электрического разогрева соединяемых поверхностей;
  • контактного теплового оплавления или проплавления;
  • газового нагревателя с использованием пластиковых электродов или без них;
  • высокой частоты электрического поля.

Оборудование для сварки пластика

В производственных целях такие методы надежного соединения полимерных конструкций применяют в тех случаях, когда:

  • соединяемые части, детали и заготовки состоят из однородного пластика или материалов с близкими значениями по прочности и молекулярному составу;
  • не допускается присутствие чужеродных вкраплений или прослоек на основе клея;
  • основным требованием к процессу соединения является механизация, автоматизация и высокая производительность.

Применение сварки пластика дуене рекоментся при разнородности материалов, потому что во время больших нагрузок возникает расслоение сварных швов.

Такой вид соединения применяется с использованием тепла, когда его носителем является газ: аргон, кислород или так далее, но самым экономичным признан воздух, потому что его составляющие не агрессивны к полимерам.

Схема сварки пластмассы

Схема сварки пластмассы.

  1. В первую очередь ведется подготовка пластмассы. Пластик должен быть без изъянов, иначе после сваривания и в сварных швах могут появиться дефекты.
  2. Далее рассматриваются размеры и форма пластмасс, чтобы все соответствовало ГОСТу.
  3. Затем специалист выбирает нужную температуру и начинает сваривать пластмассу. По истечении процесса сварки пластмассу оставляют до полного остывания.

Если были допущены какие-либо ошибки в процессе сварки, то они будут заметны намного позже в виде дефектов.

Могут появиться углубления, швы, подрезы, непрочные соединения, полости, расплавы, трещины. В таких случаях дефекты исправляются специалистами.

Способы исправления дефектов могут быть разными: с помощью изгибов, растяжений, повторного нагрева, заменой некоторых деталей.

Следует отметить, что процесс сварки пластмасс возможен только при следующих обстоятельствах: повышенная температура; высокая плотность контакта поверхностей, которые сваривают; время выдержки при давлении и охлаждении.

К оборудованию могут относиться всевозможные приборы и аппараты. Все дело в том, что при разных технологиях производства, используются всякие приспособления. Их можно разделить на четыре группы:

  1. Первая группа называется ручные аппараты горячего воздуха.
  2. Вторая – ручные сварочные экструдеры.
  3. Третья группа – сварочные машины для листов.
  4. Четвертая группа – автоматические сварочные машины.
Фен для сварки пластмассы

Сварку пластика можно осуществить при помощи специального фена, который нагревает воздух до высоких температур.

Чтобы стало понятнее, следует привести примеры. К первой группе относятся фены. Они существуют разные по форме и мощности. Данное устройство, которое называется промышленным феном, может нагревать воздух до высоких температур. Кроме того, фен имеет возможность переключать режимы, увеличивать или уменьшать мощность.

В частности, для отделки линолеума применяют фен, который невероятно эффективен в этом случае.

Фены имеют специальные насадки:

  • фиксирующие;
  • щелевые;
  • формировочные.

Фиксирующие насадки прижимают сварочные поверхности пластмассы перед сваркой. Щелевые насадки используются для кровельных материалов, тентов, баннеров. Формировочные насадки позволяют применять сварку для пластика больших размеров. Фены – это совсем небольшие по размеру сварочные устройства, которые подойдут для бытового применения.

Представителями второй группы являются более сложные приспособления, которые в основном применяются в профессиональной отрасли, а не в бытовой. Они называются экструдерами, которые обладают очень высокой скоростью сварки и огромной мощностью. Давление в экструдере может достигать 100 МПа.

Процесс сварки

Третья группа включает в себя машины контактной сварки, которые можно назвать универсальными. Они многофункциональны и используются во многих областях производства. Машины контактной сварки разогревают пластмассу до высокой температуры. Такая сварка для пластика считается наиболее прочной, эффективной и быстрой.

Четвертая группа обладает таким оборудованием, мощность которого очень большая. Наиболее часто такой аппарат встречается в производственных помещениях, для скрепления довольно сложных деталей.

Сварочное оборудование для сварки пластика бывает двух классов. Первый класс – это бытовой. Обычно приборы этого класса работают от сети 220 В, а частота может достигать 50 Гц. Бытовое оборудование применимо при сварке небольших предметов. Второй класс называется профессиональным. Оборудование этого класса используется в промышленности, и напряжение при этом бывает около 380 В, а частота 50 Гц. Эти устройства очень большие и мощные.

Те приборы для сварки пластика, которые используются дома, не требуют специального ухода. Однако более мощные аппараты, необходимо периодически проверять и ухаживать за ними.

Материалы и инструменты

Пластик или пластмасса, а также искусственные полимеры за последние годы приобретают всё большую популярность для изготовления различных предметов для использования в быту. Производители позаботились о разнообразном инструменте для прочного соединения аналогичного состава деталей и труб, поэтому домашние мастера при ремонте уже давно используют оборудование, позволяющее выполнить сварку пластмасс без особых профессиональных навыков.

Самым распространенным видом считается соединение металлопластиковых труб для подачи воды или отопления в места проживания.

Прутки

Эти изделия используют как электроды, стержни для пайки по пластику при соединении листов или других деталей из пластмассы, полиэтилена. Размер их варьируется, как и конфигурация, например, диаметр от 3 до 7 мм, а стержни квадратного сечения для пайки пластика могут иметь большие размеры.

Прутки выпускаются двух видов: полиэтиленовые и полипропиленовые, качество изготовления высокое, они не портятся при длительном хранении, не деформируются. Ходовой размер 4—5 мм, используются для ремонта или надежного соединения листов полипропилена. Основное применение пластиковых электродов в сварочных экструдерах, где они разогреваются до полужидкого состояния горячим воздухом.

Разновидности оборудования

Аналогичное оборудование заказывают в интернете или приобретают в специальных магазинах. Все приспособления разделяются на такие группы:

  1. Ручная аппаратура, работающая на основе горячего воздуха.
  2. Сварочные экструдеры.
  3. Машины для сварки листового материала.
  4. Автоматические сварочные машины.

Среди такого изобилия сварочных аппаратов для соединения деталей из пластика покупателю трудно выбрать нужный агрегат, поэтому далее мы подробно опишем каждого представителя указанных выше групп.

Ручной фен

Различие среди модельного ряда только в мощности и эргономике, а суть агрегата всегда одна: нагревание припоя и кромки деталей до температуры частичного расплавления и последующее формирование прочного соединения.

На вопрос пользователей — как правильно сварить пластик, есть простой ответ: квадратный пруток укладывается в зазор между деталями, затем разогревают его и кромки строительным феном.

Это изделие по конфигурации напоминает аналогичный бытовой прибор для сушки волос, только мощность и температура намного больше. Пластик кромок деталей и прутка под воздействием горячего воздуха, расплавляется, получается однородная консистенция, которая после остывания представляет собой единое целое.

Регулировка температуры используется автоматическая или ручная, поэтому оборудование подходит как новичкам, так и профессионалам. Насадки продаются разные, что зависит от соединений: внахлест или встык. Диаметр и форма сопла пользователи подбирают в соответствии с опытом проведения подобных работ, а новички сверяются с инструкцией.

Бытовые фены стоят недорого, поэтому их используют для несложного ремонта, а промышленные фены применяют как инструмент при сварке труб и полимерных тканей.

Экструдер

За один проход соединяются толстые детали, а производительность намного больше чем у фена. Единственным недостатком считается невозможность соединения деталей из разнородного пластика, имеющего различную температуры плавления. Перед соединением кромки тщательно обрабатываются, удаляются загрязнения и жирные пятна, которые могут повлиять на качество и прочность будущего соединения.

При помощи такого агрегата можно производить армировку при сваривании пластмассы, чтобы укрепить шовное соединение или восстановить усиленную конструкцию.

Это оборудование основано на контактных видах сварочных технологий, где применяется воздействие кратковременных тепловых импульсов совместимых с механическим давлением. Такая техника используется на производственных предприятиях, специализирующихся на выпуске продукции из сваренных пластиковых листов. Поэтому их часто называют агрегатами для сварки листовых полимеров.

Такое оборудование применяется для герметичных соединений, когда требуется сварить сложные технологические узлы из полимеров. Аналогичные сварочные агрегаты используется только на крупных предприятиях, т. к. стоимость их приобретения и обслуживания довольно высокая.

Сварочные прутки

Сварочные прутки

Для сварки пластмасс применяются специальные сварочные прутки.

Сварочные прутки являются не менее важными в процессе сварки. Пруток сварочный используется при производстве листов или труб, продуктов из полиэтилена.

По размеру сварочные прутки могут быть совершенно разными, с диаметром 3-7 мм, но бывают и больших диаметров.

Сварочные прутки могут быть двух видов. Первый носит название полиэтиленовый, второй – полипропиленовый. Они являются долговечными и прочными, а устойчивость к деформациям весьма высока, следовательно, они не портятся, оставаясь очень качественными.

Полиэтиленовые сварочные прутки применимы для ручных сварочных экструдеров. Обычно диаметр прутка составляет 4-5 миллиметров. Полипропиленовые прутки используются для сваривания плит или листов. Считаются присадочным материалом. Нагреваются горячим воздухом, экструдером. Диаметр прутка – 5-7 миллиметров.