Műanyagok hegesztése
Hegesztés forró gázzal.
A műanyag hegesztése fűtött gázzal - forró levegő melegíti a hegesztett anyag és a töltőanyag rúd felületét, és a nyomás és a hűtés hatására monolitikus csatlakozás érhető el. A módszer megkülönböztető jellemzője a közvetlenül az összekapcsolandó felületekhez és a varrás egy szakaszától a másikig terjedő hőmennyiséghez. Az egymást követő hegesztés mellett egy lépésben a varratfelületet is varratolhatjuk. Hegesztés fűtött gáz segítségével töltőanyaggal és töltőanyag nélkül végezhető el.
Ez a hegesztés bármilyen polivinil-klorid, poliolefinek, polimetil-metakrilát, polisztirol, poliamidok gyakorlatilag bármilyen méretű és konfigurálható hegesztési körülmények között.
Ennek a módszernek az a hátránya, hogy alacsony termelékenység, magas költség.
Varrási helyzet hegesztéskor. alsó, vízszintes, függőleges (alulról felfelé), függőleges (felülről lefelé), vízszintes függőleges felületen, mennyezet; égő egy gyorshegesztett fúvókával; Előnyös alsó és vízszintes varrási helyzet.
Termékeket. Vastagság: 1,5-20 (30) mm, panelek, csövek, vízszigetelő részek, padlóburkolatok, szerelvények.
Anyagokat. kemény, puha polivinil-klorid, kemény, lágy polietilén, polipropilén, polioximetilén, polimetil-metakrilát, poliamidok, poliizobutilén, polikarbonát.
P
1 hegesztett termékek; 2- hegesztési varrat;
3- töltőanyag; 4- a fűtőtest;
5-es fúvott gáz
A töltőanyag használata nélkül kapott kötések szilárdsága magasabb, mint a használat során, és eléri az alapanyag szilárdságának 80-90% -át, míg az anyag fajlagos viszkozitása szinte nem csökken. Ezt a hegesztési eljárást főként egyenes varratú lapos termékek összekapcsolására használják.
Ábra. 2. Fűtött hőre lágyuló lemezek hegesztési sémája töltőanyag nélkül:
1 hegesztett varrat; 2-szorító görgők; 3 hegesztett lapok; 4- Fűtőtest
Ábra. 3. Fűtött filmek hegesztési sémája:
1-hegesztett filmek; 2 korlátozó szalag; 3- gázáram; 4- a fűtőtest; 5- rugalmas szubsztrát; 6 - merev alap
Ábra. 4. Hegesztett élek (a) elkészítésével és hegesztett élek készítése nélkül (b) a reflow élekhez készült filmek hegesztési sémája:
1-hegesztett filmek; 2-gáz-sugár; 3- a fűtőelem csúcsát; 4 hegesztett varrat; 5 szorítófogó
Hegesztés fűtött eszközzel
Fűtött eszközzel történő hegesztés a legegyetlenebb a termoplasztikus termékek (filmek, lemezek, csövek, szalagok, profilok stb.) Egyesítéséhez. Normális esetben, ha ilyen módon hegesztünk, a töltőanyagot nem használjuk.
Ahhoz, hogy a hő a összekötő felületek használt fém eszközök különböző formájú, és a fűtés lehet közvetlen érintkezésben van a összekötő felületek (közvetlen fűtés, főleg a hegesztési vastag falú cikkek) vagy hő-ellátás a külső az egész részének vastagsága (közvetett fűtést alkalmazunk hegesztésére a filmek és vékony lapok). A fűtött részeket préselik, majd lehűtik.
Amikor a termékek külsõ részébõl szivattyúznak, a fûtõszerszámok egyidejûleg az összeillesztendõ részek tömörítésére szolgálnak. A termékek fűtése lehet egyoldalas vagy kétoldalas. Ez utóbbi csak akkor alkalmazható, ha a hegesztett termék kódja lehetővé teszi a fűtők oldalról történő szállítását
A hegesztési varrat helye: minden térbeli pozíció.
Termékek: vastagság> 2 mm, kézi hegesztés, csövek, profilok, panelek, ingotok, alakú részek.
Ábra. 5. Hegesztési folyamatok sorozata fűtött eszközzel:
a - a termékek és a fűtőszerszám kiindulási helyzetét; b- hegesztett felületek reflowja; készre hegesztett ízület; 1 hegesztett alkatrészek; 2- elektromos fűtőszerszám
Anyag: szilárd szuszpenzió, ütésálló viszkózus, enyhe polivinil-klorid, szilárd polietilén, polipropilén, poliamidok.
Teljes hegesztési idő: t> 60 s.
Fűtőforrás: elektromos áram (elektromos ellenállás) vagy forró gáz (propán) lángja. Hegesztő anyagok, hőmérsékletszabályozók, hőcserélők.
B) Cső hegesztése, hegesztés a mélyedésben
Minden térbeli pozícióban
Termékek: vastagság> 2mm, kézi hegesztés csövek, csövek D 1.5mm, panelek, csövek.
Anyag: kemény, lágy polietilén, polipropilén, polimetil-akrilát.
Hegesztési idő: t> 30 s
Fűtőforrás: elektromos áram (elektromos ellenállás fűtés)
Hegesztőgép: egy beállító transzformátor vagy egy beállítási egyenirányító (szabályozó transzformátor hiányában)
D) Hegesztés fűtött ékkel
Ábra. 6. Hegesztési terv a fűtött fűzőcsatlakozásokhoz:
1-hegesztett filmek; 2- ék alakú fűtőelem; 3- szorítóhenger; 4 hegesztett varrat; 5 szállító henger
Termék: vastagság 0,5-10,0mm (kézi hegesztés), vastagság 0,1-2,0mm (géphegesztés), fólia, vízszigetelő anyag, bevont szövet, panel.
Anyag: puha polivinil-klorid, lágy, kemény polietilén, polipropilén, poliamidok.
Áramforrás: elektromos áram (elektromos ellenállás fűtés)
E) Hőimpulzushegesztés
Ábra. 7. A polimer filmek hőimpulzus hegesztési sémája:
1-filmek; 2-es fűtés; 3- hő- és elektromos szigetelés; 4- felszabadító bélés; 5- mozgó szivacs; 6 - rugalmas hordozó; 7 - fix szivacs; 8- hegesztett varrat
Termékek: vastagság 0.01-0.2mm (egyoldalas impulzus), vastagság 0.01-0.4 (0.5) (kétoldalas impulzus), fólia, vékony papír, bevonattal ellátott alumíniumfólia, papír.
Anyag: kemény, puha polietilén, polipropilén, szilárd szuszpenziós polivinil-klorid.
Fűtőforrás: elektromos áram (fűtés elektromos ellenállással).
Hegesztőgépek: kézi és mechanikus eszközök hőimpulzusú hegesztéshez.
G) hőkezeléssel történő hegesztés
R es. 8. A sajtolóhegesztés sémája hűtő (a) nélküli hűtőberendezéssel és a varrás hűtési (b) oldalsó zónáival:
1-es fűtőberendezés; 2-hőszigetelő lemez; 3- elválasztó tömítés; 4 hegesztett termékek; 5 hűtött elem
Termékek: 0,01-0,2 mm vastagság (egyoldalas fűtés), 0,01-0,4 mm vastagság (kétoldalas fűtés), fólia, vékony papír és bevont alumíniumfólia, ragasztóanyag.
Anyag: kemény, lágy polietilén, polipropilén, különböző műanyagok ragasztása.
Fűtőforrás: elektromos áram (elektromos ellenállás fűtés)
Hegesztőgépek: Politetrafluor-etilén elválasztó fólia, szövet elválasztása politetrafluor-etilén vagy szilikon gumi bevonattal (0,13-0,15 vastagság).
H) Szalaghegesztés
Alkalmazása a fűtési eszköz formájában szalagok lehetővé teszi, hogy hűtse a terméket a hegesztendő a hegesztési folyamat előtt a túlnyomást, ez utóbbi zónát, amelyen keresztül az anyag el van látva egy hűtőberendezés. Ez jelentősen javítja a hegesztési műveletek minőségét és termelékenységét.
Ábra. 9. Polimer filmek kétoldali fűtéssel történő szalaghegesztésének tervezése:
1-hegesztett filmek; 2-acél szalag; 3-fűtő; 4- hűtőberendezés; 5 hegesztett varrat
И) Hengerelt hegesztés
A görgős hegesztést a polimer filmek összekapcsolására használják, amikor szükségessé válik egy jelentős hosszúságú hegesztés.
Ábra. 10. Egyoldalas hegesztési séma:
1-hegesztett filmek; 2- nyomóhenger; 3-hegesztett varrat; 4- fűtött görgő
Az olvadékhegesztés az utóbbi időben széles körben elterjedt az egyszerűség és a magas termelékenység, a széles technológiai képességek és a hegesztett ízületek magas minősége miatt.
A hegesztést folyamatos és időszakos rendszerek végezhetik. Folyamatos hegesztési módszerrel a töltőanyag folyamatosan elhagyja a fűtőberendezést, és a folyamat során rendszeresen belép a szerszámba beépített vagy a szerszámba rögzített részek közötti résbe.
Ajánlatos az ömledék magas olvadási sebességgel történő hegesztése a varraton és annak maximális tömegére, mivel ebben az esetben a töltőanyag kevesebb hőt veszít, és alacsonyabb hőmérsékletre melegíthető.
P
1 extruder; 2-olvadt töltőanyag; 3-hegesztett filmek; 4-szoros hengerek; 5 hegesztett anyag
4. Hegesztés súrlódással.
Megkülönböztető jellemzői kicsik dörzshegesztéssel a hegesztési idő (néhány másodpercig), helyi hőtermelés, nagy hegesztési szilárdságú, képes hegeszteni felületek előkezelés nélkül, beleértve felületekkel, amelyeknek oxidfilm, és magas külföldi zárványok.
A súrlódásos fúziós polietilén, a polipropilén, a polioxi-metilén, a polivinil-klorid, a poliamidok, a polisztirol és az azokon alapuló kopolimerek, valamint egyes fluorpolimerek jól kapcsolódnak egymáshoz. Súrlódással történő hegesztéssel nemcsak homogén, hanem más műanyagok is kombinálhatók.
Dörzshegesztés széles körben használják kapcsolat a különböző alkatrészek, amelyek alakja forgástest, valamint részleteit bármilyen formában, illeszkedő felületeire, amelyek egy síkban, például csövek a kis és közepes átmérőjű, szanitérarmatúra, vízvezeték-termékek, szűrők, tartályok és mások.
Ábra. 12. A súrlódásos hegesztés vázlatos diagramja egy rész (a) forgatásával, mindkét rész (b), beillesztés (c):
1 forgó rész; 2-hegesztett varrat; 3- fix rész; 4- beillesztés
5. Ultrahangos hegesztés
Az erőteljes ultrahang rezgéseket széles körben használják az iparban, valamint a tudományban az egyes fizikai jelenségek és tulajdonságok vizsgálatához. A technikában az ultrahangot fémek feldolgozására és hibás detektálásra használják. Széles körben használják az orvostudományban. A hegesztési technológiában az ultrahang különböző célokra használható. A hegesztőkamrában a kristályosítás során befolyásolva a hegesztett fémszerkezet csiszolásának és a gázok eltávolításának köszönhetően javítható a hegesztett kötés mechanikai tulajdonságai. Az ultrahang csökkenti vagy eltávolítja a hegesztés során fellépő saját feszültségeket és deformációkat. Az ultrahang egyik legígéretesebb alkalmazása az ultrahangos hegesztés (UZS), amely az elmúlt években nagy fejlõdést kapott mind hazánkban, mind külföldön.
A módszert 1958-ban az MVTU NE Bauman néven ismert tudósai fejlesztették Nikolayev G.A. akadémikus vezetésével.
Az UZS műanyagok fő megkülönböztető jellemzői a következők:
1) a különböző termékekkel szennyezett felületeken való hegesztés lehetősége;
2) a helyi hőtermelés a hegesztési zónában, ami kiküszöböli a műanyag túlmelegedését, mint például hegesztés fűtött eszközzel, fűtött gázok stb.
3) az integrált csatlakozás megszerzésének lehetősége, amikor a merev műanyagot az ultrahang-bejutási ponttól nagy távolságban hegesztik;
4) a kapcsolat nehezen hozzáférhető helyeken való elvégzésére;
5) az UZS-ben az anyag hegesztési hőmérsékletén történő hevítése gyorsan történik; A fűtési idõ másodpercekben és egy másodperc törtrészében kerül kiszámításra.
Módszer PSM műanyagok az, hogy az elektromos rezgések ultrahang frekvencia (18-50 kHz) generátor által előállított alakítjuk mechanikai rezgéseit a hegesztési eszköz - egy hullámvezető, és vezetjük be a hegesztett anyag. Itt a mechanikai rezgések energiájának egy része áthalad a termikusan, ami a csatlakoztatott részek érintkezési zónájának melegedését a viszkózus áramló állapot hőmérsékletéhez vezet. A mechanikai rezgések bevezetésének és a hegesztendő felületek közötti szoros kapcsolat kialakulásának biztosítása érdekében a hullámvezető és a tartó között nyomás van érvényben. 6. Ezt az érintkezést statikus nyomás biztosítja Рст. a hegesztendő alkatrészeken a hullámvezető végét.
Ez a nyomás is hozzájárul az energia koncentrációhoz az összetett zónában. Az oszcilláló hullámvezetőből származó dinamikus erő a hegesztendő anyag betöltését eredményezi, és a statikus nyomás hatása erős hegesztett kötést eredményez. A mechanikai rezgések és nyomás ebben az esetben a hegesztendő felületre merőleges egyenes vonalakon hatnak. Egy ilyen teljesítmény bemeneti áramköre alkalmazott PSM műanyag ellentétben „fém áramkört, amikor mechanikai rezgések hatnak a síkban a felületek, és a nyomás arra merőleges. Az energiaellátást van a jel lehet egy- és kétoldali.
Vannak ultrahangos hegesztés a közeli és távoli területen. Az első lehetővé teszi a felületek hegesztését legfeljebb 5 mm távolságra az ultrahang rezgés anyagába való belépés helyétől. A második - akár 250 mm. Ha a közelben van hegesztés az egyenletes energiaelosztásra a hegesztendő alkatrészek teljes érintkezési felületénél, akkor ez szükséges. A hullámvezető eszköz és a hegesztett részek érintkezési síkjának területe és alakja azonos volt. Ezt a hegesztési eljárást leggyakrabban ívhegesztéshez használják.
Ábra. 13. Sémák
a préshegesztés; б-roller hegesztés; 1 hullámvezető; 2 hegesztett alkatrészek; 3- Támogatás
Ábra. 14. Ultrahangos hegesztési rendszerek a távoli területen:
1- hullámműszer; 2- Hegeszthető termék
A hegesztési rendszer optimális paraméterei a hegesztett anyag tulajdonságaitól, a termékek vastagságától és alakjától és egyéb tényezőktől függenek, és minden egyes esetben kísérleti úton valós termékekre kerülnek megállapításra. A rezsim értékelését általában a hegesztett kötés erőmutatóinak megfelelően végzik. Ezenkívül szivárgást, deformációt és egyéb jellemzőket is ellenőriz.
6. Hegesztés nagyfrekvenciájú áramokkal.
A műanyag nagyfrekvenciájú hegesztés megkülönböztető jellemzői a következők:
A hegesztett anyagok vastagságának egyidejű hevítése egyenletes. Ez kizárja a külső felületek túlmelegedését;
Magas fűtési sebesség, amely lehetővé teszi a hegesztési ciklus időtartamának korlátozását néhány másodperc alatt;
A gyártás lehetősége egy műveleti termékben a hegesztett varrat komplex konfigurációjával;
W
Ábra. 15. Nagyfrekvenciás hegesztési séma:
1, 5 sajtótáblát;
3 hegesztett anyagok
Indukciós hegesztés, a beágyazott elem fűtése egy elektromágneses nagyfrekvenciás mezőben történik, egy nagyfrekvenciás generátorral
P
1, 3 hegesztett termékek; 2- beágyazott fűtőelem vezeték formájában; 4 induktor; 5- nagyfrekvenciás generátor
7. Sugárzás hegesztése.
A sugárzási hegesztés megkülönböztető jellemzői a fűtőkészülék felszíne és a felszíni felület közötti közvetlen érintkezés hiánya, mivel a fűtési módok széles tartományban történő szabályozásával lehetőség nyílik arra, hogy megváltoztassa a besugárzott anyag sugárzási teljesítményét és abszorbeáló képességét.
Ábra. 17. Hőre lágyuló lemezes fénysugárzás hegesztési sémája töltőanyag alkalmazásával:
1- töltőanyag rúd; 2-es fűtés; 3 pontos radiátor; 4-rúdradiátor; 5, 7-hengerek; 6 lapos termoplaszt; Tavasszal
Ábra. 18. Lézer sugárzású polimer filmek hegesztési sémája:
1- eltérítő tükör; 2-lézersugár; 3-lézer; 4-hegesztett filmek; 5- szállító görgő; 6 - nyomóhenger; 7-fókuszáló objektív
Összefoglalva, meg kell jegyezni, hogy jelenleg hazánkban a különböző növényeket használjuk ezer hegesztőgép és egy kutatócsoport a fejlesztés elméleti alapjait a folyamatot, mely a technológia és szervezés ipari termelés hegesztőgépek elnyerte a Szovjetunió Miniszterek Tanácsa díjat 1984.
Volkov S.S. Chernyak B.Ya. Műanyag hegesztése: Ucheb.posobie. -M. Chemistry, 1987.-168.
TA Kuzmuk, E.N. Derkach, Útmutató a műanyagok hegesztéséhez és ragasztásához, Kiev 1986.- 193. O.