Сварка листового полипропилена — Способы обработки листов — Инфополимер — О компании

Всем известно, что соединение полипропилена легче всего осуществлять методом сварки. Понятие сварка полипропилена достаточно емкое. Под этим можно подразумевать пайку полипропиленовых труб и фитингов, соединение полипропилена пленочного типа, сварка полипропилена при помощи стыкового сварочного оборудования и др.

Мы же в основном будем рассматривать сварку полипропилена листового. Под этим понимают соединение листов между собой под прямым углом либо стык в стык. Существует несколько методов сварки: ручной способ, при помощи аппарата для сварки полипропилена, и автоматический, с использованием стыкового сварочного станка.

Виды оборудования для сварки

Ручная сварка полипропилена

Ручная сварка листового полипропилена, происходит при помощи оборудования для сварки полипропилена, это может быть сварочный фен или сварочный экструдер. Так же необходим сварочный пруток из полипропилена.

Перед тем как приступить к сварке двух отрезков листа, их требуется зачистить мелкой шкуркой, для того чтобы придать поверхности материала шершавость. Так же следует учитывать, что для сварки полипропилена требуется теплое сухое помещение, наличие электросети, отсутствие строительной пыли.

Сварочный пруток подается в экструдер или фен, разогревается до определенной температуры, затем происходит процесс сварки двух поверхностей полипропиленового листа. После сварки требуется пять минут, для того, чтобы сварочный шов остыл. Плюсы ручной сварки в том, что оборудование и лист можно привезти на объект и варить на месте монтажа данного изделия. Это дает возможность сваривать практически любые конструкции, не смотря на негабаритный размер для транспортировки.

Сварка полипропилена на автоматическом оборудовании

Оборудование для полипропилена бюджетного варианта это сварочные фены и ручные экструдеры. В промышленных масштабах используются автоматические и полуавтоматические сварочные станки. На сегодняшний день существует множество производителей сварочного оборудования.

Лидерами по праву являются такие фирмы как: Leister (Швейцария) крупнейший производитель сварочного оборудования, Rothenberger (Германия), Munsch (Германия), FORSTHOFF (Германия). Эти компании надежно зарекомендовали себя как производители высококлассного профессионального сварочного оборудования. В нашей компании вы можете приобрести все вышеуказанные марки сварочного оборудования. Мы предоставляем гарантию производителя, а также полный спектр сервисных услуг.

Сварка листов полипропилена на автоматическом стыковом станке происходит в производственном цехе, в сухом и теплом помещении. Она хороша тем, что можно быстро и без сварочных швов сваривать (стыковать) листы между собой. Плюсы сварки на станке в том, что можно сваривать листы в рулоны длинной более 30 метров. Ширина же рулона зависит от ширины сварочного элемента данного станка. Обычно она составляет 3 или 4 метра. Таких размеров хватает для производства большинства изделий из полипропилена, что делает станок очень выгодным.

Также станок незаменим, при производстве большой партии продукции, т.к. существенно сокращает время сварки листов из полипропилена, и позволяет экономить на рабочей силе.

Сварка листового полипропилена — выбираем сварочный аппарат

Полипропиленовые листы в настоящее время широко используются в производстве ёмкостей для предприятий электронной, химической, нефтехимической, радиотехнической, пищевой, металлургической и других промышленностей. Данный материал также используется при изготовлении бассейнов.

Нередко полипропилен сравнивают с «королём» пластмасс. Он не является наиболее популярным и востребованным полимером в данное время, однако по темпам роста производства он является бесспорным лидером.

Основные технические показатели полипропилена

Полипропилен, как синтетически неполярный термопластичный материал, получают в промышленности из макромолекул изотактического строения. При комнатной температуре материал не растворяется в органических жидкостях, однако он может растворяться в некоторых видах растворителей при нагревании до высоких температур.

Полипропилен устойчив к щелочам, кислотам, растворам солей и иным неорганическим агрессивным средам, имеет низкий уровень влагопоглощения, высокие показатели электроизоляционных свойств, хорошие механический свойства, повышенную жёсткость и высокий уровень ударопрочности.

Технология и общие принципы сварки полипропилена

Сварка листового полипропилена заключается в соединении деталей посредством нагрева материала без изменения его химического состава. Полимер соединяется между собой при создании вязко-текучего состояния при нагревании.

Сварка полипропилена своими руками может осуществляться при помощи специального пистолета с подачей горячего воздуха (фена). В конструкции такого устройства воздух нагревается равномерно, что образует хорошую среду для сварки полимерных деталей.

ВАЖНО: при применении ручных аппаратов для сварки, необходимо учитывать тот факт, что при медленном сваривании элементов материал вокруг шва обычно подвергается наибольшему нагреванию, из-за чего снижаются его технические показатели, и вследствие чего – качество шва.

Экструдер, как аппарат для сварки полипропилена, также нередко используется в производстве. Данный процесс осуществляется в сухом тёплом помещении. Стыковые поверхности (края) свариваемых деталей обязательно должны быть зачищены мелкой шкуркой.

В экструдер поступает специальный присадочный пруток, который при разогревании сваривает нужные элементы. Время остывания такой сварки – ориентировочно 5-7 минут.

Механический сварочный аппарат для полипропилена применяется в основном в тех случаях, когда нужно приложить максимум усилий, чтобы края деталей соприкасались друг с другом. Не всегда с помощью подручных средств можно достичь этого.

Сварка полипропилена (видео находится на сайте) механическим путём подразумевает использование специальной опорной рамы с приборным блоком и гидроагрегатом. На данной раме с обеих сторон имеются специальные захваты, между которыми устанавливаются вкладыши для поддержания оптимального распределения давления на соединяемые элементы.

Сварочный аппарат для полипропилена имеет нагревательный элемент, который представляет собой диск со специальным покрытием. Внутри данного диска имеются нагревательные компоненты (ТЭНы), а снаружи – датчики контроля температуры и терморегуляторы.

Чем точнее показания термодатчика, который встроен в аппарат для сварки полипропилена, тем качественней сам аппарат. Наиболее качественными считаются агрегаты с электронными терморегуляторами (терморезисторами, которые способны измерять температуру близко около муфт и дорнов).

ВАЖНО: независимо от используемого терморегулятора, после нагревания сварочного аппарата нужно ещё подождать несколько минут, чтобы температура на насадках максимально приблизилась к той, которую показывают датчики.

Сварка листового полипропилена в некоторых случаях подразумевает также использование разных вспомогательных материалов (калиброватель, фаскосниматель, ножницы, торцеватель, очищающая жидкость и др. ).

Требования по технике безопасности для сварки полипропилена

Во время процесса сварки полимерных изделий должно соблюдаться несколько правил:

• рабочая температура – не ниже 5^оС;
• сварка листового полипропилена может осуществлять не только в закрытом помещении, но и на открытом воздухе;
• при низких температурах (ниже 5^оС) технологическая пауза может быть слишком приближена к нулю;
• перед выполнением сварочных работ обязательным условием является очистка сварочных насадок во избежание возгорания остатков пластмассы и выделения углекислого газа;
• если помещение, где осуществляется сварка, плохо вентилируется, возможно выделение и скопление вредных газов;
• для проведения сварочных работ с полипропиленом рекомендуется иметь специальные защитные рукавицы и очки (защитную маску для лица).

Для более подробного ознакомления с процессом соединения двух полимерных листовых изделий рекомендуется посмотреть сварка полипропилена видео.

---

Поделитесь со своими друзьями в соцсетях ссылкой на этот материал (нажмите на иконки):

Компания — Компания «Винк» — дистрибуция инженерных пластиков

Одним из проявлений научно-технического прогресса и связанного с ним процесса технического перевооружения современных производств являются разработка и внедрение новых видов конструкционных материалов, главным образом – полимеров. Современные полимерные материалы обладают целым рядом преимуществ по сравнению с традиционными конструкционными материалами, что позволяет увеличивать производительность и срок службы оборудования, следовательно, повышать рентабельность производства, создавать конкурентные преимущества. В некоторых случаях свойства полимеров настолько уникальны, что альтернативы их применению просто не существует, в особенности, если мы говорим о полимерах нового поколения, внедренных в широкую практику в последнее десятилетие.

Замещение традиционных материалов

Целью нашей компании является активизация внедрения инженерных пластиков в формах полуфабрикатов (листов, прутков и стержней из полипропилена и полиэтилена, профилей, труб, деталей и комплектующих) в различных отраслях современного производства. Основная задача, которую призван решить данный ресурс – помочь техническим специалистам производственных предприятий разобраться в огромном разнообразии современных полимерных материалов, получить информацию о передовом зарубежном опыте применения пластиковых полуфабрикатов для решения инженерных задач в указанных направлениях, найти оптимальное решение применительно к конкретной актуальной задаче.

Основные направления применения полимерных полуфабрикатов

С момента начала практического применения полимеров (приблизительно полвека назад) объем их потребления рос в геометрической прогрессии, и в дальнейшем эта тенденция сохраниться. В частности, в последнее время в отечественной практике широко применяются следующие виды полуфабрикатов инженерных пластиков:

• Листовой полипропилен, ПВХ листы – для футеровки и изготовления ванн и других видов емкостей промышленного назначения;
• Листовой полиэтилен – для изготовления емкостей хранения, емкостей смешения, реакторов и прочих видов емкостного оборудования, в том числе в пищевом производстве;
• Полипропиленовые трубы и фитинги – для создания промышленных трубопроводов;
• Плиты из сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ, PE1000) – для изготовления деталей машин и механизмов, деталей скольжения, для облицовки технологического оборудования, футеровки поверхностей;
• Листы PVDF, листы ПНД и других фторопластов – для изготовления емкостного оборудования для особо агрессивных сред;
• ПВХ фитинги и трубы, трубы из ПВДФ и других фторолефинов (фторопластов) – для создания промышленных трубопроводов.

Более подробно о применении этих и других видов инженерных пластиков в различных отраслях можно узнать в разделе «Решения» нашего сайта.

инструкция по сварке полипропилена ПП встык

ТРУБЫ ДЛЯ АГРЕССИВНЫХ СРЕД:

Смотрите также: инструкция по сварке труб из полипропилена враструб    

Сварка труб и/или фитингов из полипропилена ПП встык с применением нагревательных элементов должна выполняться надлежащим образом, с соблюдением следующих этапов цикла сварки:

t1 – присоединение и предварительное нагревание;
t2 – нагревание;
t3 – удаление нагревательного элемента;
t4 – установка температуры сварки;
t5 – сварка;
давление.
Сверху – время.

 

Таблица 2. Параметры стыковой сварки для ПП труб (в соответствии с DVS 2207, часть 11
Толщина стенки (мм)	Высота присоединения хвостовика (мм)	Время предварительного нагрева (сек)	Макс. время удаления теплового элемента (сек)	Установка давления сварки (сек)	Продолжительность сварки (сек)
…-4,5	0,5	…-135	5	6	6
4,5-7	0,5	135-175	5-6	6-7	6-12
7,0-12	1,0	175-245	6-7	7-11	12-20
12 — 19	1,0	245-330	7-9	11-17	20-30
19 — 26	1,5	330-400	9-11	17-22	30-40
26-37	2	400-485	11-14	22-32	40-55
37-50	2,5	485-560	14-17	32-43	55-70

 

Инструкции по сварке полипропилена

1. Присоединение и предварительное нагревание ПП труб

На данном этапе свариваемые торцы присоединяются к тепловому элементу под давлением, равным р1+ pt, и удерживаются в таком положении до образования ровной внутренней и внешней кромки. Значение давления р1 должно быть настолько высоким, чтобы свариваемые поверхности, соприкасающиеся с термоэлементом, находились под давлением, равным 0,1 Н/мм². Для получения таких условий значение давления р1 следует устанавливать в соответствии с таблицами, предоставляемыми производителем сварочного оборудования, так как оно зависит, помимо диаметра и толщины свариваемых компонентов, от сечения толкающего цилиндра в цепи управления сварочного устройства и может изменяться в зависимости от модели применяемого аппарата для сварки полипропиленовых труб.

Условное обозначение pt показывает давление тяги, необходимое для преодоления трения, создаваемого сварочным аппаратом и весом трубы, которая закреплена на подвижной направляющей. Такое давление мешает свободному перемещению самой направляющей. Данное значение измеряется непосредственно манометром, поставляемым вместе с устройством, которое передвигает направляющую. Оно не должно быть выше значения давления р1. В случае превышения следует прибегать к использованию подвижных кареток или качающихся подвесок для облегчения перемещения трубы.

2. Нагрев: После образования кромки следует понизить давление (10% значения присоединения и предварительного нагрева), что позволит материалу прогреться равномерно на всю толщину.

3. Удаление нагревательного элемента: Данная операция должна быть выполнена за максимально короткое время. Она включает отдаление свариваемых краев от нагревательного элемента, удаление элемента без повреждения размягченных поверхностей и немедленное соединение свариваемых торцов. Быстрое выполнение перечисленных действий позволит избежать чрезмерного охлаждения краев (температура поверхности понижается на 17°С за три секунды).

Установка давления сварки: При соединении торцов ПП труб давление постепенно увеличивается до значения (р5+pt, где р5 = p1, а pt — это давление тяги.

Сварка: Давление сварки необходимо поддерживать в течение времени t5.

Охлаждение: После завершения сварки контактное давление снимается, а соединение может удаляться из сварочного аппарата. Ни в коем случае не следует использовать механическую нагрузку до полного остывания соединения. Время охлаждения должно быть не меньше времени сварки t5.

 

Проверка качества сварного соединения ПП труб

Для проверки качества сварного соединения труб и фитингов из полипропилена можно использовать разрушающий и неразрушающий контроль. Для выполнения последнего требуется наличие специального оборудования. Тем не менее, существует возможность проверки прочности соединения без использования таких инструментов, то есть визуально.

Визуальный контроль включает следующие аспекты:

1. Сварной шов должен быть ровным по всей окружности соединения;
2. Насечка в центре шва должна быть выше внешнего диаметра сварных элементов;
3. На внешней поверхности шва должны отсутствовать следы пористости, пыли или других загрязнений;
4. Отсутствие видимого разрушения;
5. Отсутствие на поверхности сварного шва чрезмерного блеска, который может свидетельствовать о перегреве;
6. Смещение оси сварных элементов не должно превышать 10% толщины.

 

Таблица 3. Основные дефекты, которые обнаруживаются при визуальном контроле качества сварки полипропилена
Дефекты	Возможные причины
Неравномерный шов	Ненадлежащая подготовка свариваемых окончаний, а также неравномерное теплораспределение
Слишком маленький шов	Неправильная настройка параметров сварки (температуры, давления, времени сварки)
Слишком глубокая насечка в центре шва	Недостаточные значения давления или температуры
Вкрапления на поверхности шва	Недостаточная очистка свариваемых окончаний
Пористость шва	Слишком высокая влажность окружающей среды при выполнении сварки
Чрезмерный блеск поверхности шва	Перегрев во время сварки труб
Смещение оси превышает 10% толщины стенок трубы и фитинга	Ненадлежащая центровка или слишком большая овальность труб

 

Сварка полипропиленовых труб: правила и типичные ошибки

Одним из основных преимуществ полипропиленовых труб специалисты называют возможность легкой сварки и монтажа. Можно собственноручно собрать, модернизировать и отремонтировать трубопровод.

Трубы из полипропилена собираются методом пайки. При нагреве полипропилен становится эластичным, мягким, что позволяет соединять его.

Существует два основных способа стыковки спаиваемых деталей:

• Муфтами;

• Напрямую.

Давайте разберем подробнее каждый из них.

Сварка с помощью муфт

При стыковке деталей при помощи муфт часть расплавляется части трубы по внешней окружности и части муфты — по внутренней. После этого трубы плотно стыкуются. При застывании пластика образуется надежное соединение.

Результат спайки муфтой

Сварка напрямую

Технология прямой сварки предполагает точную обработку стыков деталей и установку их строго в соответствии осей. Торцы деталей нагреваются и соединяются. Этот метод требует большего опыта и подготовки, нежели муфтовый.

Кроме того, существует способ «холодной» сварки -когда размягчение полипропилена происходит за счет химических реакций.

Оборудование для сварки полипропиленовых труб

Любой из способов горячей сварки требует наличия специального оборудования. Основной прибор— это утюг для сварки. Он состоит из нагревательного элемента и сменных насадок, устанавливаемых на него.

Для стыковой (прямой) сварки используются более сложные утюги, которые включают в себя системы центровки деталей.

Кроме того, потребуются труборез, угольник, рулетка, шейвер для труб и средство для обезжиривания поверхностей.

Процесс сварки труб

Выполняется подготовка к процессу: установка на утюг насадок необходимого размера, нагрев утюга (обычно используется температура 260 градусов), подготовка свариваемых деталей (обрезка, снятие фаски, обезжиривание).

Затем свариваемые детали (например, труба и муфта) одновременно насаживаются на болванки утюга (труба — внутрь, муфта — снаружи болванки).

И здесь мы подходим к очень важному моменту — времени нагрева. Если детали недогреть — они не сварятся должным образом; перегрев же грозит деформацией, что также приведет к некачественной сварке.

Воспользуйтесь таблицей оптимального времени сварки труб в зависимости от толщины стенки для достижения наилучшего результата:

После нагрева детали снимают с болванки и стыкуют. Стык должен произойти за указанное в таблице время. Допустимо производить в течении пары секунд корректировку осей, но ни в коем случае нельзя проворачивать детали относительно друг друга.

Нужно учитывать, что значения в таблице приведены для усредненных условий окружающей среды. Если работы производятся при отрицательной температуре — время нагрева увеличится.

Сварка труб, армированных алюминием

Самым важным моментом в сварке труб с армированием является снятие защитного материала в месте сварки. Также нужно учитывать, что алюминий, как теплоемкий материал, будет забирать часть тепла — потребуется дольший прогрев.

Обычно для зачистки таких труб используется шейвер.

Шейвер для зачистки труб, армированных алюминием

Внутри шейвера содержатся ножи. Шейвер надевают на трубу и вращательными движениями счищают армирование до пластика.

В случае, когда слой алюминия находится в середине трубы, используют торцеватель.

Торцеватель для пластиковых труб

Торцеватель отличается от шейвера расположением ножей. При его использовании торец трубы выравнивается, а также на глубину 2 мм вырезается армированный слой.

Распространенные ошибки при сварке полипропиленовых труб

Далеко не всегда получается сделать все идеально — необходимо учесть множество факторов, и только со временем мастер приобретает опыт, позволяющий производить сварочные работы безошибочно.

Но если заранее знать, какие ошибки наиболее типичны — можно избежать их повторения. Давайте рассмотрим их:

• Значительное смещение деталей относительно друг друга после схватывания полипропилена

Смещение деталей во время застывания всегда приводит к нарушению соединения. Образуются слабые места, в которых спайка практически отсутствует. Такое соединение не сможет прослужить долго.

• Недогрев или перегрев свариваемых деталей

При недостаточном нагреве диффузия материала будет недостаточной, чтобы качественно «схватиться», что впоследствии может привести к разгерметизации и протечкам трубопровода в месте такой сварки. При перегреве деталь деформируется: зачастую труба внутри фитинга меняет свой диаметр, как следствие — частые засоры.

• Неровный срез стыкующихся поверхностей

При несоблюдении соосности торцов свариваемых деталей стык происходит в скошенной плоскости. Такая ошибка может стать заметна не сразу, а после монтирования нескольких метров после места такой сварки.

• Недостаточно тщательное снятие армирующего слоя

Армированный слой, который не был зачищен, забирает на себя часть тепла, которое передается трубе в месте стыка — как следствие, недогрев на этом участке и следующие за ним протечки.

• Недостаточно плотная посадка трубы в муфте (фитинге)

При совершении этой ошибки получается недостаточно плотная сварка, которая может подвести в самый неподходящий для этого момент.

• Отсутствие тщательной обработки (обезжиривания)

Обезжиривание — процедура, которой не следует пренебрегать! Загрязнения не позволят материалу схватиться в должной мере, что приведет, опять же, к протечкам. Свариваемые детали необходимо обрабатывать!

В Компании «Технология» Вы всегда сможете найти все необходимое для того, чтобы создать качественную и долговечную водопроводную систему! Ознакомьтесь с нашим ассортиментом полипропиленовых труб и комплектующих.

Обработка и сварка листов из полипропилена и полиэтилена

При проведении работ по механической обработки и сварки полиэтиленовых и полипропиленовых листов следует учитывать их особые свойства.

Одной из основных особенностей листов из полипропилена (PP) и полиэтилена (PE) — относительно низкая температура плавления материала, в связи с чем при использовании инструмента необходимо избегать повышенного трения сверла, фрезы или пилы с обрабатываемой поверхностью полимерного материала.

Высокая теплота трения может вызвать оплавление обрабатываемой поверхности полипропиленового или полиэтиленового листа. Чтобы этого избежать, при механической обработке полимерных листов необходимо обеспечить максимальный отвод тепла, т.е. уменьшить тепловую нагрузку на материал.

При механической обработке листов из полипропилена и полиэтилена необходимо соблюдать следующие правила:

• кромки режущего инструмента должны быть хорошо заточены
• режущий инструмент должен быть установлен так, чтобы режущая кромка только касалась полимера
• следует обеспечить хорошее удаление стружки с режущего инструмента
• в случае большого тепловыделения должно быть обеспечено охлаждение

Соединять полимерные листы можно как механически (при помощи заклепок, болтов и т.п.), так и методом сварки.

Неподходящим методом соединения считается при помощи клея — склеивание.Данный материал обладает высокой химической стойкостью, поэтому может контактировать со многими растворимыми клеями. Однако применять клей при работе с ним можно, только проконсультировавшись со специалистами.

Наиболее выгодным и надежным способом соединения листов из полипропилена и полиэтилена является сваривание.

Сварка листового полипропилена и полиэтилена осуществляется тремя способами: полифузионная сварка, сваривание экструдером и пистолетом с горячим воздухом.

Первый способ является самым качественным. Соединяемые концы нагреваются специальным прибором до достижения нужной температуры и с усилием прижимаются друг к другу. Такой шов достигает 80-90% прочности материала. Таким способом соединяют листы любой толщины.

Шов термопластов при помощи экструдера осуществляется нанесением вспомогательного материала (сварочной проволки), расплавленного предварительно в винтовом роторе экструдера. Так как экструдер – ручной аппарат, одинаковую скорость варки и одинаковое давление обеспечить тяжело, что сказывается на качестве шва. Сварка листовых полимерных материалов экструдером применяется в случае большой толщины листов

Сварка пистолетом с горячим воздухом дает шов самого плохого качества. Конструкция прибора не дает одинаковой температуры нагреваемого воздуха.

Важный момент: необходимо следить за тем, чтобы свариваемые детали были изготовлены из материала одного класса. Добавляемый материал тоже должен совпадать по классу свариваемости с основными.

При сварки вторым и третьим способом применяется специальный полипропиленовый или полиэтиленовый сварочный пруток (проволка).

Коэффициент прочности полученного шва

Полифузионная (стыковая) сварка (сварка на стыковой машине)	Экструзионная сварка (сварка ручным экструдером)	Пистолет с горячим воздухом (сварка ручным феном)
0,9	0,8	0,7

Полифузная сварка полипропиленовых труб.

— Статьи

просмотров.

Полифузная сварка полипропиленовых труб – процесс образования неразъёмного соединения путём прогрева соединяемых деталей до стадии частичного оплавления их поверхностей. Полифузная (муфтовая) сварка производится специальным аппаратом, состоящим из 3-х основных частей: блока управления, нагревательной пластины и комплекта насадок из алюминиевого сплава с тефлоновым покрытием.

Перед началом сварочных работ, аппарат для полифузной сварки полипропиленовых труб  (чаще называемый «паяльник») оснащают одной или несколькими насадками необходимого диаметра, закрепив их на нагревательной пластине шестигранными ключами. Далее, аппарат устанавливается на подставку (струбцину), на температурном реле устанавливается рекомендуемый показатель (обычно 260-270 градусов Цельсия). Включив питание сварочного аппарата, следует дождаться пока не погаснут индикаторы нагрева – это означает, что температура достигла заданного значения. 

Внимание! Если аппарат хранился в холодном помещении, сварочные работы следует начинать не ранее, чем по окончанию второго цикла «прогрев-ожидание», иначе, в связи с недостаточной температурой, возможно налипание полипропилена к насадке (в лучшем случае) или бракованное соединение (в худшем).

Далее рассмотрим некоторые тонкости ручной полифузной сварки. Обращаем ваше внимание, что речь идёт именно о ручной сварке, то есть соединение труб и фитингов диаметром до 50-ти мм включительно. Сварку полипропиленовых труб большего диаметра рекомендуется производить при помощи специального монтажного устройства, обеспечивающего необходимое давление на соединяемые детали, при соблюдении параметров соосности.

• Настоятельно рекомендуется использовать трубу и полипропиленовые фитинги одного производителя. Как показывает практика, полипропиленовая продукция разных фирм имеет различную температуру плавления, соответственно требует корректировки времени прогрева, что весьма неудобно.

• Перед началом работы необходимо тщательно просмотреть весь материал. Использование фитингов, которые свободно одеваются на не нагретый «дорн» (выступающая часть насадки), а тем более болтаются – недопустимо! Таким же образом следует проверить и свариваемые отрезки трубы, проверив плотность вхождения в «гильзу» насадки.

• При сварке армированной полипропиленовой трубы с наружным расположением слоя алюминиевой фольги, следует произвести её зачистку на длину вхождения в фитинг, при помощи специального зачистного устройства. Полипропиленовые трубы армированные стекловолокном или с внутренним и центральным расположением алюминиевой фольги, так же как и неармированные и металлополипропиленовые – зачищать не нужно!

• Свариваемые поверхности следует тщательным образом очистить от пыли и обезжирить. Запомните – даже одна случайно попавшая волосинка, может вызвать утечку!

• Совсем не лишним будет заранее отметить карандашом или маркером глубину вхождения трубы в гильзу насадки и соосность соединяемых деталей.

• Важный момент – труба и фитинги, хранившиеся при минусовой температуре, должны «отлежаться» в тёплом помещении не менее трёх часов. Это связано с крайне низкой теплопроводностью полипропилена. Тёплая на ощупь труба, остаётся промороженной внутри. В процессе сварки такой трубы, слой расплавленного полипропилена образуется значительно более тонкий, чем при обычных условиях. Как следствие — некачественный шов, который может протечь после достаточно сильного гидравлического удара. 

• Для отрезания кусков трубы необходимой длины следует пользоваться специальными ножницами для резки полипропиленовых труб или, в крайнем случае, ножовкой по металлу, что гораздо мене удобно. Необходимо чтобы ножницы резали ровно. Косой срез уменьшает площадь свариваемых поверхностей и, как следствие, надёжность шва.

• Процесс нагрева свариваемых деталей следует начинать с одевания фитинга на дорн (у него более толстая стенка), а уже потом вставляется труба в гильзу. Соединяемые детали должны «садиться» на насадку с некоторым усилием, тем большим, чем больше их диаметр. Внимательно следите за отметкой глубины погружения на трубе!

• Время прогрева соединяемых деталей отсчитывается с момента их полной посадки. Данные о времени нагрева, в зависимости от диаметра трубы, обычно находятся с внутренней стороны крышки ящика «паяльника», либо в паспорте к нему. На практике время прогрева зависит от множества факторов (качество трубы и фитингов, их температура, степень изношенности насадки и сварочного аппарата) и определяется опытном путём.  

• С особой осторожностью следует относиться к полифузной сварке тонкостенной полипропиленовой трубы PN10, используемой в системах холодного водоснабжения. Время прогрева такой трубы значительно меньше. Усилие при посадке в гильзу следует тщательно дозировать, иначе последует неизбежное заужение пропускной способности трубы.

• Внимание! Сварка полипропиленовых кранов и вентилей должна производиться в положении «открыто». При закрытом вентиле, в случае наличия в нём даже небольшого количества влаги, образовавшийся при нагреве пар, будучи «запертым», будет стаскивать кран с насадки.

• Запомните – как «недогрев», так и «перегрев», крайне нежелательны! В случае недостаточного прогрева получаются некачественные швы. Зачастую, при первом же запуске отопления – труба просто выскакивает из фитинга. Перегретый шов, кроме того что заужает трубу, теряет пластичность (становится «стеклянным»). Динамические нагрузки и гидроудары ведут к его разрушению. 

• По окончании времени прогрева, труба и фитинг одновременно снимаются с насадки и уверенным равномерным движением соединяются. Труба должна войти в фитинг до отметки. В течение нескольких секунд можно откорректировать соосность соединения, путём небольшого осевого поворота. Далее заготовка фиксируется в течение 20-40 секунд (в зависимости от диаметра). 

• Последний этап – остужение (ни в коем случае не принудительное!) в течение 2-3 минут.

Вот и всё. Надеемся, эти советы помогут Вам избежать некоторых ошибок при полифузной сварке полипропиленовых труб и получить крепкие и надёжные швы, не уступающие по прочности монолитному полипропилену!

 

Любое копирование данной статьи возможно, при условии размещения прямой гиперссылки на сайтs-k-s.ru

Пластиковая идентификация … Что можно сваривать? Что не может?

При сварке плавлением с помощью аппарата для сварки азотных пластмасс вам необходимо определить тип пластика и выбрать правильный сварочный стержень. Хотя существует множество видов пластика, лишь немногие из них обычно используются в автомобильных деталях. Это видео поможет вам определить пластик.

Во время работы всегда надевайте соответствующее защитное снаряжение!

Сообщите нам свои мысли об этом видео, оставив комментарий на YouTube!
Щелкните здесь: https: // www.youtube.com/watch?v=NUYfC79r0A4

Полезные ресурсы:

Примечания к видео:

• Поскольку с момента создания этого видео мы несколько обновили наши сварочные аппараты для азотной пластмассы, наши нынешние аппараты для азотной сварки могут не поставляться с тем типом сварочного прутка, который указан в видео. Обязательно загляните на страницу сварщика, чтобы узнать, с чем он должен идти.
• Этот видеоклип был взят с нашего DVD-диска с инструкциями, который мы обычно прилагали к нашим сварщикам.DVD устарел и больше не доступен; однако наши видеоресурсы доступны на нашем веб-сайте или в мобильном приложении.
Для этого видео предоставлено
• английских субтитров. Нажмите кнопку CC, чтобы включить или выключить их.
• Длина этого видео никоим образом не отражает фактическое время, необходимое для выполнения полного ремонта, и поэтому не должна использоваться для оценки.

Транскрипция на английском языке:

При сварке плавлением с помощью аппарата для сварки азотных пластмасс вам необходимо определить тип пластика, с которым вы работаете, и выбрать подходящий сварочный стержень.Есть много видов пластмасс, но лишь некоторые из них используются в автомобильных деталях. Этот раздел видео поможет вам выбрать подходящий сварочный стержень для вашего проекта.

Около девяноста пяти процентов бамперов автомобилей последних моделей изготовлены из смесей полипропилена. Это плавкие термопластические материалы. Обычно они черные или темно-серые, но иногда могут быть белыми. Обычно они имеют символ полипропилена, вылепленный на обратной стороне. Эти пластмассы иногда обозначают как ТЭО или ТПО. Они всегда представляют собой смесь полипропилена, синтетического каучука и других наполнителей, и их пропорции варьируются в зависимости от производителя смолы и области применения.

Эти пластмассовые смеси из полипропилена можно сваривать с помощью наших сварочных стержней из полипропилена или ТПО. Поскольку это наиболее распространенный пластик, у нас есть множество разновидностей стержней для различных применений. Ваш сварщик поставляется с тремя разными профилями стержня из натурального полипропилена: круглым, узкой лентой и широкой лентой. У вас также будет выбор черных удилищ из полипропилена, а также серых удилищ из ТПО.

Некоторые бамперы все еще из полиуретана. Это был популярный материал много лет назад и до сих пор используется в некоторых приложениях. Обычно они желтые с обратной стороны, но не всегда. Вы увидите идентификационный символ там, где написано PUR или RIM. Полиуретан — это термореактивный пластик, а это означает, что он не плавится. Твердое вещество образуется в результате реакции двух жидких компонентов, которые сшиваются в форме. Вы не сможете использовать азотный сварочный аппарат для этого типа пластика. Вы можете отремонтировать его с помощью безвоздушного сварочного аппарата для пластика.Инструкции по этому типу ремонта показаны в следующем разделе этого обучающего видео.

Большинство других пластмасс, используемых в автомобилях, являются термопластами или плавкими пластиками. В этом случае пластиковые гранулы расплавляются и вводятся в форму. Затем пластик остывает и снова затвердевает. Термопласты можно сваривать азотным сварочным аппаратом. Распространенными типами являются полиэтилен, АБС, нейлон и поликарбонат. Полиэтилен часто используется для изготовления бутылей для перелива и промывки. Нейлон используется для изготовления баков радиаторов, опор сердечника и других деталей под капотом.Поликарбонат используется на кузовных панелях и бамперах. Более подробную информацию см. В таблице идентификаторов пластиков, прилагаемой к сварочному аппарату.

В этом видео мы сосредоточимся на сварке полипропилена, так как это наиболее распространенный вид пластика, с которым вы будете иметь дело. Как только вы научитесь правильно сваривать полипропилен, вы сможете определять другие типы пластмасс и также сваривать их.

Сварка пластмасс — палка, литье под давлением, экструзия, сплавление, вращение, ультразвуковая

Шесть основных методов сварки пластмасс, которые распространены в сегодняшней производственной среде, — это сварка палкой, сварка под давлением, экструзионная сварка, сварка плавлением, вращение и ультразвуковая Сварка.У каждого из этих методов есть своя рыночная ниша, основанная на особенностях каждого типа сварки.

Сварка палкой сегодня очень распространена в магазинах и требует только ручного сварочного аппарата горячим воздухом и сварочного стержня или стержня из того же материала. По мере того, как горячий воздух нагревает поверхность 2 соединяемых частей, оператор позволяет также нагреть конец стержня, а затем медленно направляет наконечник сварочного аппарата и пластиковый сварочный стержень по шву и прижимает сварочный стержень. вниз в горячий шов, чтобы завершить сварку. Сварка палкой может быть немного медленной, но может дать одни из самых красивых сварных швов для деталей, внешний вид которых является проблемой.

Сварка под давлением

и сварка экструзией очень похожи в том, что они предварительно нагревают сварочный стержень или пластиковые гранулы, а затем проталкивают расплавленный пластик в шов или вдоль него, чтобы создать соединение. Эти методы обычно используются для материалов большего размера и толщины, где требуется большая прочность сварных швов, таких как глубокие резервуары, водные и химические лотки, а также футеровки кузова коммерческих грузовиков.Эти сварные швы не так красивы, как сварные швы, но очень прочные.

Сварка плавлением — это метод соединения, при котором края обеих соединяемых деталей нагреваются одновременно с помощью термоэлемента с тефлоновым покрытием. Когда детали готовы, стержень втягивается, и две части прижимаются друг к другу, пока они не остынут. Сварка плавлением является быстрой и эффективной для длинных прямых сварных швов, но из-за того, что необходимое оборудование очень дорого, многие магазины не могут предложить сварку плавлением.

Процесс центробежной сварки включает создание тепла от трения в шве двух частей, которые необходимо соединить, буквально вращая одну или обе части, когда они соприкасаются.Когда части станут мягкими, их сжимают вместе, пока они не остынут для прочного соединения. Спиновая сварка обычно используется для небольших деталей, отлитых под давлением. В то время как простая ручная дрель может использоваться для изготовления центробежных сварных швов для любителей или прототипов, обычно создается специальный инструмент, позволяющий центробежному сварочному аппарату захватывать две части и прикладывать необходимое количество силы в тот момент, когда пластик нагревается и достаточно мягкий, чтобы склеить.

Последний упомянутый метод сварки пластмасс — ультразвуковая сварка.Ультразвуковая сварка использует высокочастотные звуковые волны для вибрации двух частей, пока они не соединятся. Шов обычно производится за одну-пять секунд. Благодаря быстрому циклу сварки Sonic Welding может быть достаточно эффективным и экономичным для производства в больших количествах. Ультразвуковые сварочные аппараты дороги, и обычно для каждой отдельной детали требуется специальный рог, поэтому, если не будет большого количества одинаковых деталей, это может быть дорого. Ультразвуковые сварные швы могут быть почти незаметными на некоторых частях или очень заметными на других, например, при сварке типичного U.S. Почтовая служба пластиковая почтовая корзина.

Почему полипропилен нельзя сваривать с ABS

Почему полипропилен нельзя сваривать с ABS

Для того, чтобы сваривать два материала, есть три основных требования.

Материалы должны быть химически совместимыми (т.е. полимерные цепи должны иметь возможность образовывать вторичные связи).
Некоторые пластики совместимы таким образом, однако в основном это разные типы аморфных пластмасс, которые совместимы друг с другом.АБС, аморфный пластик, совместим с ПВХ и ПММА. Полукристаллический пластик PP совместим только сам с собой.

Аморфный полимер имеет случайно упорядоченные полимерные цепи. Полукристаллический полимер имеет несколько аморфных (случайно упорядоченных) областей и несколько кристаллических (упорядоченных) областей.

Материалы должны иметь одинаковый индекс текучести расплава.
Чтобы полимерные цепи смешались, расплавленный пластик должен иметь аналогичную вязкость (или толщину).Вы можете думать об этом, как о попытке смешать воду с медом. Вода довольно хорошо обтекает мед и настоящего перемешивания нет. Однако если мед нагреть (например, в горячей воде), он станет менее вязким (более жидким), и их можно будет смешать. Точно так же вода комнатной температуры не смешивается с холодным маслом, но они хорошо смешиваются, если масло нагревается.

[источник изображения: Royal Icing Dairies]

Индекс текучести расплава — это показатель того, какой объем расплавленного пластика при определенной температуре можно протолкнуть через отверстие определенного диаметра за определенный период времени. Для этого теста используются стандарты, обеспечивающие сопоставимые измерения. Типичное требование состоит в том, чтобы индекс текучести расплава был в пределах 10% для смешивания под давлением.

на Интернет-ресурс с информацией о материалах:
Материалы ABS имеют диапазон текучести расплава 0,08-80 г / 10 мин.
Материалы PP имеют диапазон текучести расплава 0,2-1200 г / 10 мин.

Как видите, это очень широкий диапазон. Даже в пределах одного и того же основного полимера некоторые сорта материалов могут быть несвариваемыми друг с другом.Вот почему важно соблюдать осторожность при работе с материалами нескольких сортов в одной сборке.

Материалы должны иметь одинаковую температуру плавления.
При большинстве методов сварки температура стыка одинакова для обоих материалов. Следовательно, оба материала должны плавиться при довольно близкой температуре. В противном случае один материал расплавится, а другой — нет, и смешение полимерных цепей не произойдет.

Один из повседневных примеров этого — горячий клей.Горячий клей часто делают из пластика с низкой температурой плавления, включая полиолефины и полиуретаны. Когда горячий клей используется для изготовления дизайна на пластиках с более высокой температурой плавления, таких как, например, тефлон, склеенная форма может быть легко удалена с пластиковых поверхностей, поскольку не происходит плавления поверхности.

Можно сваривать материалы с разными температурами плавления (и расходами расплава), используя сварку горячей пластиной. Это делается путем нагревания двух материалов до разной температуры перед их сжатием.Однако большинство методов сварки зависят от температуры стыка, одинаковой для обеих частей.

У аморфных полимеров, таких как ABS, нет строгой точки плавления. У них есть температура стеклования, после которой материал постепенно размягчается и становится менее вязким по мере добавления большего количества тепла. С другой стороны, полукристаллические материалы, такие как полипропилен, имеют как температуру стеклования, так и четкую точку плавления. Обычно температура стеклования полукристаллических материалов довольно низкая, а температура плавления довольно высока.

Температура стеклования — это температура разрыва вторичных связей в аморфных областях полимера. Температура плавления — это когда вторичные связи в кристаллических областях разрываются.

Аморфные полимеры для сварки необходимо нагревать значительно выше температуры стеклования, примерно на 160 ° C выше. Для сварки полукристаллические материалы необходимо нагреть до температуры примерно на 60 ° C выше, чем их температура плавления. Для сваривания двух материалов температура сварки должна быть в пределах 20 ° C.

на Интернет-ресурс с информацией о материалах:
Материалы ABS имеют диапазон температур стеклования 105-109 ° C.
Материалы PP имеют диапазон температур плавления 61-220 ° F

Следовательно, АБС нельзя приваривать к полипропилену, потому что:

1. Маловероятно, что полимерные цепи образуют вторичные связи
2. Маловероятно совпадение диапазонов текучести расплава
3. Маловероятно совпадение температур сварки

Я использую вышеупомянутое слово «маловероятно», потому что, вероятно, есть какой-то способ заставить его работать, но не способ, который будет дешевым и последовательным — оба из них жизненно важны для производства.

Примечание:
Я видел приложения, «сваривающие» два несовместимых материала, главным образом, с использованием соединения «гребень и паз», где более низкая температура плавления и менее вязкий материал заставляют язычок, который затем плавится и заполняет паз на другом материале, создавая механическое соединение. стык благодаря отличной заливке. В одном случае это сработало достаточно хорошо, чтобы обеспечить герметичное уплотнение.

Эта статья была первоначально опубликована на сайте вопросов и ответов Quora.com в ответ на вопрос: «Почему нельзя сваривать полипропилен с АБС?» С Мирандой Маркус, инженером по приложениям EWI, можно связаться по адресу mmarcus @ ewi.орг.

Введение в ультразвуковую сварку пластмасс — Craftech Industries — High-Performance Plastics

Ультразвуковая сварка — это метод соединения двух частей, изготовленных из одинаковых или химически совместимых материалов, с использованием высокочастотных ультразвуковых колебаний, которые создают твердый сварной шов между их. Преимущество использования этого метода с пластиками заключается в том, что в течение нескольких секунд образуется высокопрочное, газо- и водонепроницаемое соединение без винтов, клея, резьбы, припоя или любого другого типа связующего материала.Сваренные детали не нужно оставлять в зажимном приспособлении для отверждения, что позволяет сразу же использовать их в линии автоматизации. Ультразвуковая сварка пластмасс — это экологически чистый процесс, который потребляет очень мало энергии, обеспечивая при этом рентабельный, прочный и чистый сварной шов. Этот процесс используется в электротехнической, компьютерной, автомобильной, аэрокосмической, медицинской и упаковочной отраслях, и это лишь некоторые из них.

Ультразвуковой сварочный аппарат состоит из узла преобразователя, называемого пакетом. Он состоит из трех компонентов: сонотрода, усилителя и сварочного рупора. Сонотрод является источником вибрации. Внутри него находятся пьезоэлектрические керамические диски, зажатые вокруг металлических пластин, которые плотно прижаты к титановому цилиндру. Затем к нему по кабелю от системного силового модуля подается высокочастотное электричество. Поскольку это не создает достаточной вибрации для получения температуры плавления большинства термопластичных смол, используется усилитель для усиления входных колебаний до соотношения, необходимого для процесса сварки.Сварочный рожок передает энергию колебаний термопластическим заготовкам. Сварочный рожок спроектирован так, чтобы соответствовать контурам конкретных деталей. Он снижает вибрацию до определенного значения и прикладывает силы, необходимые для обеспечения работы процесса.

Этот процесс сварки зависит от используемого пластика, который размягчается, но не плавится, поэтому он лучше всего подходит для термопластов, а не для термореактивных полимеров. Большинство термопластов имеют аморфную структуру с некоторой степенью кристалличности, что означает, что некоторые области имеют упорядоченную структуру.Термопласты размягчаются в широком диапазоне температур и имеют температуру стеклования. Термореактивные полимеры являются кристаллическими и имеют отчетливую температуру плавления. Кристаллический полимер будет оставаться твердым, пока не достигнет точки плавления, а затем полностью расплавится. Аморфные термопласты также имеют более низкий удельный вес, более низкий предел прочности и модуль упругости, более высокую пластичность и ударную вязкость, а также более низкое сопротивление ползучести по сравнению с большинством кристаллических полимеров. Например, АБС, акрил, поликарбонат и ПВХ представляют собой аморфные полимеры с небольшой кристаллической структурой или без нее.Эти пластмассы хорошо подходят для ультразвуковой сварки. Ультразвуковая сварка двух деталей из одного пластика обычно дает лучший результат. Однако в некоторых случаях два разных термопласта можно сваривать с помощью ультразвука, например, когда материалы химически совместимы и имеют схожие точки плавления. Одна из лучших комбинаций пластмасс для этого вида сварки — АБС ​​и акрил.

Полимеры, такие как PE, PP, PE и PIA, являются кристаллическими и имеют тенденцию поглощать вибрации до того, как энергия от ультразвукового сварочного аппарата сможет пройти через место сварки.Поэтому соединить что-либо из них с помощью этого вида сварки затруднительно. Одной из наиболее часто используемых комбинаций является полиэтилен и полипропилен, но они оба являются кристаллическими и химически несовместимыми.

Звуковая сварка используется для изготовления бутановых зажигалок, игрушек, пипеток и внутривенных катетеров. Верхняя часть спортивной обуви часто изготавливается с помощью ультразвуковой сварки, а не сшивания или склеивания. Процесс производства бытовой техники требует соединения множества пластиковых деталей.Примеры этого процесса включают экран дисплея на передней панели стиральной машины и две половинки насосного колеса. В автомобильной промышленности звуковая сварка используется в сотнях случаев, включая сварку вместе частей задних фонарей, комбинации приборов и бамперов. Поступали сообщения о том, что Apple пытается использовать эту технику для изготовления своих наушников, успешно применив этот процесс на некоторых других своих продуктах. Это придаст наушникам более обтекаемый вид.

Ищете другие способы приклеивания различных пластмасс? Ознакомьтесь с нашим бесплатным руководством по приклеиванию пластмасс!

Влияние основных материалов »Пластмассовые украшения

Кен Холт, старший инженер по приложениям,

Dukane, IAS Свойства материала определяют способность пластика преобразовывать энергию колебаний в тепло, которое плавит детали. Фото любезно предоставлено Dukane.

Один из наиболее распространенных вопросов в индустрии сварки пластмасс: «Можно ли сваривать такие пластиковые детали?» Далее следует обсуждение материала детали, окончательного применения, требований и состояния конструкции.Если пластик является широко используемым термопластом и конструкция соответствует общепринятым отраслевым методикам проектирования, ответ, как правило, положительный. Затем мы подробно рассмотрим точные свойства материала, а также требования к конструкции ультразвуковой сварки пластмасс, прежде чем двигаться дальше.

Эта статья предназначена для начинающих по «свариваемости» полимеров, и я намерен предоставить реальные наблюдения за тем, что обычно наблюдается в отрасли, и, говоря языком непрофессионала, как работают эти материалы.Я работал с тысячами приложений и имею большой успешный опыт, но некоторые приложения требовали изменений в конструкции, а некоторые требовали изменений материалов для правильной работы. В конце этой статьи приводится список материалов и нечеткое ранжирование в отношении того, какие материалы хороши, а какие проблематичны, и могут потребовать особых деталей дизайна.

По всем темам, которые мы будем обсуждать, читателю рекомендуется получить более фактическую, желательно опубликованную, информацию по предмету для более глубокого понимания.Остерегайтесь менталитета «они делают это на другом континенте, значит, мы сможем сделать это здесь». Сначала узнайте факты.

Лучший учебник по сварке пластмасс, который я когда-либо встречал, — это «Справочник по сварке пластмасс и композитов», изданный Hanser и отредактированный группой экспертов в данной области (Дэвид Грюэлл, Авраам Бенатар и Джун Пак). Номер ISBN: 1-56990-313-1. Я пользовался этой книгой, настоятельно рекомендую ее и буду ссылаться на нее в этой статье.

Пружины в моем материале?

Я предполагаю, что читатель имеет базовые представления о процессе ультразвуковой сварки пластмасс, но в противном случае на веб-сайтах большинства производителей оборудования для ультразвуковой сварки есть раздел, посвященный описанию процесса.Очень простое и упрощенное описание этого типа сварки состоит в том, что это приложение высокочастотных, возвратно-поступательных и механических колебаний под действием силы, воздействующей на одну пластмассовую деталь и прижимающей ее к другой части. Сила и вибрации вводятся перпендикулярно сварному шву или линии соединения.

Эти колебания плавят поверхность раздела и заставляют молекулы течь между двумя частями. Взаимодействие между частями является наиболее важной деталью конструкции, способной «обеспечить или нарушить» успех процесса сварки.Это намного больше, чем это, но полное описание выходит за рамки и цели этой статьи. Хорошая статья была недавно написана в этой публикации Брайаном Горли из Sonics & Materials, Inc. в номере за июль / август 2016 года: «Пять факторов, влияющих на успешную ультразвуковую сварку».

Я ценю простые аналогии при объяснении технических вопросов и хотел бы, чтобы вы учитывали это по мере нашего продвижения: у нас есть молоток, чтобы качнуть пружину. Чем жестче пружина, тем меньше энергии нам нужно приложить для передачи энергии через пружину в материал под ней.Больше энергии передается через более жесткую «пружину». Более жесткая пружина — более высокая жесткость пружины (k) — была бы аналогична материалу с высокой жесткостью или модулем накопления, который способен передавать колебания с небольшим затуханием колебаний. То есть вибрации, возникающие на одном конце, проходят через пластиковую часть с небольшим затуханием. Поликарбонат — хороший пример такого жесткого материала. И наоборот, пружина с меньшим k будет ослаблять / поглощать гораздо больше вибрации и меньше передавать через деталь.Полипропилен — хороший тому пример. Подумайте об этом по мере нашего прогресса, и вы скоро поймете, почему стирол намного легче сваривать, чем полипропилен.

Может ли она плавиться и течь?

Показаны химические формулы полистирола и полипропилена.

Другой фактор, который влияет на наше обсуждение, — это способность пластика преобразовывать эту вибрационную энергию в тепло, а это то, что нам действительно нужно для плавления деталей. Это связано со свойством материалов, называемым модулем потерь.Чем выше это число, тем больше тепла может выделяться в зоне сварного шва. Увы, модуль потерь редко указывается в технических паспортах материалов. Но мы знаем, какие материалы работают хорошо, как мы и обсудим.

Несколько сложнее найти информацию об окончательных свойствах, которые необходимо учитывать: насколько хорошо материал будет «смачиваться» и течь, и как молекулы двух свариваемых частей смешиваются или сцепляются друг с другом. Это в некоторой степени связано со свойством текучести расплава. Такое поведение обеспечивает прочность ультразвукового сварного шва.

Соображения по существу

Итак, мы достигли цели этой статьи: рассказать, что мы в отрасли считаем широко используемыми материалами, что работает хорошо, а чего следует избегать.

Пластмассы бывают двух основных типов: термореактивные и термопласты. Ультразвук не может обрабатывать термореактивные материалы, потому что они не плавятся и не оплавляются при нагревании. Итак, отметьте те из списка.

С другой стороны, термопласты можно плавить и оплавлять / формовать; следовательно, стандартные методы литья под давлением, экструзии, термоформования и аналогичные методы обработки.Большинство термопластов можно сваривать с помощью ультразвуковой сварки, если соблюдаются определенные критические критерии проектирования. Проекты сварных соединений можно легко найти на отраслевых ресурсах или в книгах, посвященных проектам ультразвуковой сварки. Читателю рекомендуется проконсультироваться о том, что подойдет для конкретного приложения.

Сами термопласты бывают двух типов — аморфные и полукристаллические, и эти категории относятся к внутренней молекулярной структуре. Это случайная структура (аморфная) или более упорядоченная (полукристаллическая)? Обе семьи бывают самых разных типов и классов, которые адаптированы к конкретным требованиям конечного использования.Например, полипропилен (полипропилен) может быть сортов, предназначенных для экструзии, литья под давлением или ряда других процессов, а также сортов, предназначенных для конкретного конечного использования. Каждый из них имеет свои уникальные свойства, и эти свойства можно изменить и / или улучшить с помощью добавок. Вообще говоря, аморфные полимеры легче сваривать, чем полукристаллические полимеры из-за их жесткости.

Что внутри?

Большинство присадок подходят для ультразвуковой сварки, если они используются должным образом и распределяются по деталям в однородной матрице.Высокие концентрации каких-либо добавок проблематичны. Некоторые добавки (например, усилители текучести) и смазочные материалы действительно могут быть проблематичными, если они не распределены должным образом или в надлежащей концентрации: они влияют на нагрев и текучесть материалов при сварке.

Красители

, хотя и изменяют требуемые параметры сварки, не создают особых проблем. При изменении цвета обычно требуется лишь незначительное изменение параметров сварки.

Армирующие элементы, такие как стекло или тальк, могут увеличивать жесткость полукристаллических материалов до такой степени, что они становятся более свариваемыми.Следует проявлять осторожность со стеклом, а параметры формования должны обеспечивать поверхность с высоким содержанием смол. Стекло, тальк и минералы нельзя расплавить ультразвуковой сваркой. Как правило, более горячая поверхность формы приводит к тому, что поверхность детали обогащается смолой. Опять же, на эту тему было написано много статей, и читателю настоятельно рекомендуется провести дополнительные исследования.

«Листинг»

Я составил краткий список наиболее распространенных свариваемых полимеров и их относительную простоту сваривания. Они регулярно встречаются в отрасли.На рынке представлено огромное количество типов пластмасс, но их можно выделить ниже в несколько приемлемое количество, рассматривая «базовые» типы.

Аморфные материалы

1. Акрил (pmma)
2. Стирол
3. ABS (акрилонитрилбутадиенстирол — смесь SAN и каучука)
4. SAN / NAS / ASA (различные смеси стирола, нитрила и акрила)
5. ПВХ (поливинилхлорид)
6. ПК (поликарбонат)
7. БП (разные полисульфоны)
8. PEI (полиэфиримид)

Общие примечания:

• Жесткий, с более высоким модулем упругости.
• Большой диапазон размягчения и диапазон Tg (температур стеклования) и большие окна обработки.
• Инженерные сорта имеют жесткие допуски во избежание изменения размеров.
• Более легкий поток (более высокий MFI) дает лучший поток; т.е. происходит большее смачивание.
• Больше свободы дизайна с геометрической точки зрения, дальнее / ближнее поле.

Полукристаллические материалы

1. PA (нейлон) — Многие типы, 6/6 самых простых, часто GR для под капотом автомобилей.
2. ПП (полипропилен)
3. HDPE (полиэтилен высокой плотности)
4. PBT / PET (различные виды полиэфиров
5. PEEK (полиэфирэфиркетон)
6. PPS (полифениленсульфид)
7. Фторполимеры / UHMW HDPE (сверхвысокомолекулярный полиэтилен) — очень сложно, если вообще возможно, сваривать, поскольку они так долго растекаются и рассеиваются, что повреждается поверхность. Большинство сшитых полимеров плохо свариваются.

Общие примечания:

• Менее жесткая, с меньшим накопительным модулем упругости.
• Обычно армируется для придания жесткости и обеспечения лучших допусков.
• Обычно не выдерживает такого жесткого допуска без такого усиления.
• Более высокие температуры плавления и удельные температуры плавления, а не Tg, требуют более жесткого набора параметров.
• Обычно требует большей амплитуды, чем аморфный, из-за более низкого модуля накопления.
• Только ближнее поле — рог должен находиться прямо над суставом на расстоянии менее 6 мм по вертикали.
• Некоторые вещества очень быстро растекаются при плавлении, что требует более высоких скоростей сварки.
• Соединения со сдвигом более применимы.

Наконец, читатель предупрежден о смешивании материалов, поскольку совместимость между различными типами может быть невозможна. Опять же, обратитесь к отраслевой информации.

Я хотел дать непосвященным краткое, но исчерпывающее представление о наиболее распространенных полимерах, используемых в промышленности, о том, почему и как они свариваются, а также о том, почему определенный материал сваривается легко или сложно. Читателям настоятельно рекомендуется получать гораздо больше информации, чем эта, чтобы принимать какие-либо решения по конкретному проекту, но мы очень хотим, чтобы вы добились успеха.

Кен Холт работает в индустрии пластмасс более 30 лет, 24 из которых были сфокусированы на сварке пластмасс с использованием технологии ультразвуковой сварки. Он работал в Dukane во многих аспектах области соединения, включая разработку приложений с использованием этой технологии, проектирование пластиковых деталей для оптимизации сварки, проектирование ультразвуковой оснастки, разработку процессов и обучение процессу. Он является старшим членом Общества инженеров по пластмассам, является членом правления Отделения отделки и сборки и представлял доклады о технологии ультразвуковой сварки на многих технических собраниях этого общества.В настоящее время Холт является старшим инженером по приложениям в Dukane, IAS, специализируясь как на технологии сервосварки, так и на поддержке клиентской базы Dukane в автомобильной промышленности. Для получения дополнительной информации посетите www.dukane.com/us.

Сварка трением с перемешиванием полипропиленового листа

Реферат

Сварка трением с перемешиванием (FSW) — это растущая технология в обрабатывающей промышленности, поскольку она вносит большой вклад в сварку легких материалов, таких как алюминий и магний.Недавно был внедрен процесс соединения термопластов. Настоящая статья посвящена исследованию применения процесса FSW для соединения термопластов. Статья разделена на две части; В первой части подчеркивается важность термопластов в их широком применении, а также описывается принцип процесса FSW. Было проведено подробное литературное исследование влияния параметров процесса, профиля штифта, дефектов и зон сварного шва во время СТП термопластов.Вторая часть была посвящена экспериментальному исследованию, проведенному для анализа влияния геометрии штифта инструмента на FSW полипропиленовых листов толщиной 6 мм. Изменение Z-нагрузки во времени было использовано для понимания возникновения различных этапов сварки. Кроме того, было проведено сравнение термопласта и металла в отношении изменения Z-нагрузки во времени, чтобы подчеркнуть разницу в процессе между ними. Кроме того, было показано влияние скорости вращения инструмента и скорости сварки на среднюю силу при СТП термопластов.Для исследования качества сварки использовались три различных инструмента с цилиндрической, квадратной и конической геометрией штифта. Для проведения экспериментов были выбраны три различных скорости вращения инструмента и скорости перемещения. Также изучалось влияние диаметра плеча. Предел прочности на разрыв сварных швов был определен и соотнесен с профилем штифта. Полученные результаты подтвердили потенциал квадратного штифта в достижении высокого качества сварных швов. Было обнаружено, что параметры процесса оказывают значительное влияние на предел прочности сварных швов на разрыв.

Ключевые слова

Сварка трением с перемешиванием

Легкие материалы

Термопласты

Параметры процесса

Прочность на разрыв

Геометрия инструмента

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Просмотреть аннотацию

© Карабукский университет, 2018. Издательские услуги Elsevier B.V.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Ультразвуковая сварка пластмасс — Справочник по материалам

Процесс ультразвуковой сварки пластмасс достигается путем приложения металлического вибрирующего инструмента (рожка) под углом 90 ° к пластмассовым деталям канцелярских принадлежностей, которые затем вибрируют.В сочетании с давлением трение вызывает нагревание и плавление деталей в точке контакта рупора. После охлаждения между двумя частями образуется прочный однородный шов.

Чтобы помочь вам с ультразвуковой сваркой пластмасс для вашего применения, в этом руководстве по ультразвуковой сварке перечислены наиболее распространенные ненаполненных марок пластика и их пригодность для каждого типа ультразвуковой сварки. Как правило, более жесткие материалы легче сваривать. а тем, у кого температура плавления выше, требуется больше энергии.Чтобы сваривать разные материалы, им нужны похожие молекулярные структуры — кристаллические свариваются только сами с собой.

Тип пластика, сокращение и структура A или C			Закрыть Сварка	Дальний Сварка	Вставка	Точечная Сварка	Ставка
Со-ацеталь / гомополимер	ПОМ	С	Хорошо	Ярмарка	Хорошо	Ярмарка	Ярмарка
Акрил	PMMA	А	Хорошо	Ярмарка	Хорошо	Хорошо	Ярмарка
Акрил — ударно-модифицированный	PMMA	А	Ярмарка	Плохо	Плохо	Ярмарка	Ярмарка
Акрилонитрилбутадиенстирол	АБС	А	Очень хорошо	Хорошо	Очень хорошо	Очень хорошо	Очень хорошо
Ацетат целлюлозы…	CA / B / P	А	Плохо	Неподходящий	Очень хорошо	Плохо	Хорошо
Полиамид 6 и 66 (нейлон)	PA6 и 66	С	Хорошо	Ярмарка	Хорошо	Ярмарка	Ярмарка
Поликарбонат	PC	А	Хорошо	Ярмарка	Хорошо	Хорошо	Ярмарка
Поликарбонат / Abs	поликарбонат / АБС-пластик	А	Хорошо	Ярмарка	Хорошо	Хорошо	Хорошо
Полиэстер — термопласт	ПБТ / ПЭТ	С	Хорошо	Ярмарка	Хорошо	Ярмарка	Ярмарка
Полиэтилен — низкая / высокая плотность	LD / HDPE	С	Плохо	Плохо	Хорошо	Хорошо	Ярмарка
Оксид полифенилена	ППО	А	Очень хорошо	Хорошо	Очень хорошо	Очень хорошо	Очень хорошо
Полифениленсульфид	ППС	С	Хорошо	Ярмарка	Хорошо	Ярмарка	Плохо
Полипропилен	PP	С	Плохо	Плохо	Хорошо	Очень хорошо	Очень хорошо
Полистирол — общего назначения	GPPS	А	Очень хорошо	Очень хорошо	Хорошо	Ярмарка	Ярмарка
Полистирол — ударопрочный	БЕДРА	А	Хорошо	Плохо	Хорошо	Ярмарка	Ярмарка
Поливинилхлорид — гибкий	ПВХ	А	Плохо	Неподходящий	Неподходящий	Плохо	Неподходящий
Стиролакрилонитрил…	SAN / ASA	А	Очень хорошо	Очень хорошо	Хорошо	Ярмарка	Ярмарка

A (аморфный) = полимеры со структурой неупорядоченной молекулярной цепочки. Это и их широкий диапазон температур размягчения позволяет им постепенно размягчаться без быстрого затвердевания, что упрощает ультразвуковую сварку.

C (кристаллический) = полимеры с упорядоченной молекулярной цепной структурой.Это и их острые точки плавления и затвердевания заставляют их поглощать вибрации в твердом состоянии, что затрудняет их ультразвуковую сварку.

Close Welding = ультразвуковая сварка, при которой применяется рупор около до (<6,35 мм) сборочного шва - подходит для сварки материалов, низкий модуль жесткости которых гасит вибрации на небольшом расстоянии от рупора.

Дистанционная сварка = ультразвуковая сварка, при которой рупор применяется на расстоянии от (> 6.35 мм) монтажный шов — хорошо подходит для сварки материалов с высоким модулем упругости, которые распространяют колебания, не демпфируя их.

Вставка = ультразвуковая заливка металлических компонентов, таких как вставки, в предварительно сформированные отверстия в отливке — обеспечивает высокую прочность и скорость, отсутствие нарастания напряжения и сокращение циклов формования.

Точечная сварка = ультразвуковая сборка деталей без предварительно проделанных отверстий или направляющих энергии — подходит для крупных деталей

Штамповка = плавление и преобразование штифта на отливке для механической фиксации разнородных материалов на месте — обеспечивает короткие циклы, хороший внешний вид и плотные сборки

Чтобы получить дополнительную информацию о пластмассах, просмотрите наши схемы ультразвуковой сварки или руководства по выбору материалов

.