1. Определение и общие требования к сварке пластиковых изделий

Определение и общие требования к сварке пластиковых изделий

Термин "сварка полимерных материалов" или жаргонно «пластиковая сварка» обозначает неразъемное соединение изделий из термопластичных материалов, когда свариваемые поверхности (и, возможно, присадочный материал в зазоре между ними) нагреваются до вязко-текучего состояния, а затем прижимаются друг к другу с существенным давлением. Давление прижима обеспечивает течение и перемешивание вязко-текучего материала в зоне сварки, с одновременным выдавливанием воздуха, а также с разрывом и перемешиванием тонкого слоя загрязнений, возможно, находящегося на свариваемых поверхностях. В микрообъемах расплавленного вещества, смешанного за счет приложения давления, дальнейшее перемешивание макромолекул происходит за счет диффузии. После остывания сваренные детали, в идеальном случае, образуют единую монолитную деталь.

Реактопласты и эластомеры сварке не поддаются, поскольку их перевод в вязко-текучее состояние нагревом невозможен.

Совместимость материалов

За редким исключением, хорошо свариваться вместе могут только полимерные материалы одинакового химического состава (например, ПП Тип3 с ПП Тип3).

Кроме того, материалы должны иметь близкий показатель текучести расплава (ПТР). На практике это обозначает, что при нагреве свариваемых поверхностей расплавленный материал обеих деталей должен иметь примерно одинаковую текучесть.

Цвет полимерных материалов, как правило, определяется введением ничтожного количества (в процентном отношении) химически нейтрального пигмента. Поэтому различие цвета на совместную свариваемость пластиковых изделий не влияет.

Требования к чистоте поверхностей

Свариваемые поверхности пластмассовых изделий перед сваркой должны быть очищены от загрязнений, особенно от любого жира.

К загрязнениям относится также сам внешний пластиковый слой, который мог подвергнуться окислению или ультрафиолетовому разрушению.

Очистку необходимо производить непосредственно перед сваркой. Для обезжиривания рекомендуется концентрированный (98%) этиловый спирт и неволокнистая ветошь. Однако этого недостаточно. Необходимо механическое удаление тонкого пластикового слоя скребком, которое при правильном выполнении устраняет необходимость дальнейшей химической очистки.

В случае сварки нагретым инструментом требование к чистоте поверхностей распространяется также на нагретый инструмент.

В случае сварки с присадочным материалом предъявляются требования к чистоте присадочного материала. Сварочный пруток перед сваркой обязательно очищают скребком. Кроме того, если сварочный пруток или гранулы внесли из холодного помещения в теплое, то на поверхности прутка (или гранул) может конденсироваться влага. В этом случае влага будет испаряться в сварочном аппарате (например, в экструдере) и смешивается с пластифицированным присадочным материалом. При остывании материала в нем образуются пузырьки, снижающие прочность шва.

Охлаждение шва после сварки

При любом методе пластиковой сварки не следует стараться ускорить охлаждение сварного шва с помощью холодного воздуха, воды или пр.

Быстрое охлаждение приводит к образованию в зоне сварного шва значительных перепадов температуры, которые ведут к созданию больших напряжений в полимерном материале. Внутренние напряжения снижают прочность шва, а в экстремальных случаях могут привести к образованию раковин. Поэтому при сварке пластмассовых деталей большой толщины (например, пластмассовых труб с большой толщиной стенки), особенно при низкой температуре окружающего воздуха, для уменьшения внутренних напряжений в зоне сварки прибегают к искусственному замедлению охлаждения, укутывая горячий шов тканью или другим теплоизолятором.

Читайте также

Новости: