25. Сварка термопластов растворителем. Достоинства и недостатки. Примеры применения.

Соединение с помощью растворителей по механизму образо­вания шва можно отнести к диффузионной сварке, а по техно­логическим признакам – к склеиванию.

Сварка растворителями в обычных условиях применяется для соединения аморфных термопластичных полимеров, а в некото­рых случаях и кристаллизующихся полимеров при температуре, близкой к температуре плавления кристаллической фазы. Так, способ широко применяют для соединения деталей, изготовлен­ных из полиэфиров метакриловой кислоты, полистирола, Поли-винилхлорида, полиамида, поликарбонатов, эфиров целлюлозы и различных сополимеров, однако метод практически неприго­ден для полиэтилена, политетрафторэтилена и полипропилена вследствие их слабого набухания в растворителях.

Основными видами соединений при сварке растворителем листовых и пленочных термопластов являются нахлесточные соединения, соединения «на ус» и стыковые с односторонней накладкой. Для толстостенных изделий и стержней применяют­ся стыковые соединения без накладок, для труб – раструбные соединения.

Сварка растворителями применяется в тех случаях, когда ме­тоды тепловой сварки не обеспечивают надежного соединения или нерациональны (нарушаются формы и размеры деталей), в индивидуальном производстве, а также для соединения прозрач­ных термопластов – полиакрилатов, поликарбоната, полистирола, сварные швы которых должны иметь не только достаточно высо­кую прочность, но и хороший внешний вид, должны быть про­зрачными. Например, практикой установлено, что сварка раство­рителями весьма эффективна для выполнения соединений напор­ных трубопроводов из непластифицированного ПВХ и АБС.

Основным достоинством сварки растворителями являются малые капитальные затраты на ее проведение, так как сварка может осуществляться с помощью простых приспособлений, а недостатками являются токсичность растворителей, длительный цикл сварки, большая трудоемкость.

Использование смеси растворителей позволяет регулировать скорость размягчения полимера и предупреждать испарение рас­творителя с поверхности во время набухания. С целью ускоре­ния процесса и повышения прочности соединения применяют растворы свариваемого полимера в растворителе (лаковые ком­позиции) или в мономере (полимеризующиеся композиции). Повышение качества соединения обу­словлено тем, что растворитель выполняет функцию пластифи­катора в околошовной зоне. Обычно в растворитель вводят до 15% свариваемого полиме­ра.

26. Механизм диффузионно-реологической тепловой сварки термопластов в вязкотекучем состоянии. Критерии и классификация свариваемости. Основные параметры сварки.

27. Классификация способов диффузионно-реологической тепловой сварки термопластов в вязкотекучем состоянии. Области применения в зависимости от формы и вида изделий.

28. Сварка термопластов газовым теплоносителем. Особенности технологии и техники сварки. Примеры применения.

Сварка нагретым газом основана на использовании тепловой энергии последнего для разогрева свариваемых поверхностей и присадочного материала до вязкотекочего состояния. Подвод тепла осуществляется непосредственно к соединяемым поверх­ностям и последовательно от одного участка шва к другому. Сварка может осуществляться с применением присадочного ма­териала и без него.

При сварке с присадочным материалом (рис. 15) поверхности де­талей сначала нагревают струёй разогретого газа, а затем приводят в контакт с нагретым той же струёй присадочным материалом. При­садочный материал в виде прутка вводится в сварочную зону легким нажатием руки. Если пластицированный пруток не выдерживает осе­вого давления, то используется прикатка его роликом (рис. 16).

Рис. 15. Схема сварки нагретым газом с применением присадочного материала 1 – свариваемые детали, 2 – струя нагретого газа, 3- наконечник нагревателя, 4 – присадочный пруток, 5 – сварной шов а – направление сварки, А – зона сварки, Р – давление на пруток.

Рис. 16. Схема сварки нагретым газом с прокаткой присадочного прутка роликом 1 – присадочный пруток, 2 – прижимной ролик, 3 – сопло, 4 – сварной шов, 5 – соединяемые детали; а – направление сварки, б – направление манипулирования сварочной горелкой.

Сварка нагретым газом с присадочным материалом может выполняться вручную и механизированным способом.

Преимуществами механизированной сварки нагретым газом являются возможность увеличения скорости сварки, применение более толстых прутков, получение сварных швов лучшего каче­ства, меньший разброс прочностных показателей. Сварщик мо­жет обслуживать несколько установок одновременно.

Сварка с использованием присадочного материала применя­ется при изготовлении конструкций из толстолистового поливинилхлорида, политетрафторэтилена, полиэтилена, полипропиле­на, полиамидов, полистирола и т. д. К таким конструкциям от­носятся трубы, фасонные детали, различная химическая аппара­тура, емкости, ванны для травления и т.д. Особенно широко сварка нагретым газом с использованием присадочного материа­ла применяется при изготовлении сварных конструкций практи­чески любых размеров и конфигураций из винипласта.

В ряде случаев конструкция изделий позволяет сваривать пластмассы без присадочного материала. Сварка без применения присадочного прутка осуществляется за счет размягчения и сдавливания кромок деталей, соединяемых внахлестку.

Этот способ применяется для соединения пленок из полиамида, полиэтилена низкой плотности, полиэтилентерефлата, а также изделий из непластифицированного и пластифицированного поливинилхлорида и других пластмасс толщиной 3 мм и более.

Разновидностью способа беспрутковой сварки нагретым газом является сварка открытым пламенем. Свариваемые материалы, в основном пленочные и листовые, помещают между двумя при­жимными металлическими планками-рейками в вертикальном положении, оставляя неприжатыми края пленок на расстоянии 2-3 мм. Затем выступающие края пленок нагревают и оплавляют пламенем газовой горелки (рис.19). Этим способом можно свари­вать лишь те материалы, которые при нагревании становятся дос­таточно вязкотекучими (например, полиэтилен).

Стыковые швы без разделки кромок (рис. 20, а) выполняют в ос­новном при сварке тонких листов или труб толщиной менее 4 мм. Соединяемые час­ти деталей должны быть установлены в зажимы для обеспече­ния одинакового зазо­ра по всей длине шва. Сварку листов толщиной до 2 мм сле­дует проводить без за­зора, чтобы уменьшить вероятность непроваров и коробления листов.

Стыковые швы с разделкой кромок (рис. 20,б-д) применя­ют при толщине дета­лей от 4 до 20 мм.

Используются также одно- (рис.20,б) и двухсторонняя V-образная (рис.20,в), а также Х-образная (рис. 20,г,д) разделки кромок.

Нахлесточные соединения применять нежелательно, так как при их сварке возникают большие остаточные деформации.

Основные технологические параметры режима сварки нагретым газом: температура и расход газа; материал, диаметр и форма се­чения присадочного прутка; угол наклона прутка при укладке в разделку; давление, прикладываемое к прутку; угол наклона на­гревателя (горелки) к плоскости свариваемого материала.