Преимущества сварных соединений пластмасс: Методы сварки пластмасс

Содержание

Методы сварки пластмасс

Потребности в сварке пластиковой тары возникают, например, когда необходим контейнер с нестандартным размером основания — 800х400, 1000х400 или 1200х400 мм.

Кроме того необходимость в сварке может возникнуть при производстве стандартных гигиенических паллет. Такие паллеты должны быть полностью гладкими как сверху, так и снизу и производятся они из 2 половинок, по sandwich-схеме.

На рис. контейнер 800х400 мм, сваренный из двух частей:

Существует несколько методов сварки пластика, которые предлагает Георг Утз:

  1. Вибрационная сварка
  2. Сварка нагревательным элементом
  3. Инфракрасная сварка
  4. Сварка горячим воздухом (горячим газом)
  5. Ручная сварка
  6. Ультразвуковая сварка
  7. Лазерная сварка

Вибрационная сварка

Вибросварка представляет собой трение, при котором возникает температура, достаточная для того, чтобы полимерные детали расплавились и состыковались между собой всего за несколько секунд. Такой метод применяется, когда нужно сплавить крупные предметы, а также в тех случаях, когда необходимы короткие временные циклы.

Материалы, которые можно сварить методом вибросварки:

  • Пластмассы одного сорта и типа (например, АБС и АБС)
  • Пластмассы того же сорта и другого типа (например, армированные и обычные)
  • Полимеры с другими материалами (например, текстиль)

Сварка нагревательным элементом

При этом процессе чаще всего используются инструменты с тефлоновым покрытием, чтобы избежать прилипания пластмассы. Стыкуемые поверхности пластиковой тары подгоняются друг к другу и нагреваются электрически нагретым инструментом до того момента, пока пластмасса не расплавится. Далее расплавленные поверхности спрессовываются и создается сварочный шов. Такой метод подходит для хрупких и чувствительных деталей и для крупных сложных изделий. К преимуществам такого способа относятся высокая прочность шва и относительная простота процесса.

Инфракрасная сварка

Инфракрасная сварка полимеров относится к бесконтактным методам. Соединяемые участки нагреваются посредством ИК-лучей. При ИК-сварке используется коротковолновое (0,78-2 мкм) и средневолновое (2-4 мкм) излучение для глубоких слоев и для поверхности соответственно.

Сварка горячим газом

Сварка горячим воздухом является одним из первых разработанных методов сварки полимеров. При данном процессе тепло передается от нагревательного блока к стыкуемым поверхностям газовым потоком. Затем детали соединяются между собой под давлением и охлаждаются.

Ручная сварка

Перед тем, как сварить детали ручным способом, необходимо убедиться, что материал прутка ручного инструмента идентичен материалу деталей. После этого, при необходимости, сплавляемые поверхности очищаются и затем свариваются. После охлаждения сварочного шва излишки пластика зачищаются. Этот способ применяется не только при необходимости соединить вместе несколько компонентов, но и при ремонте повреждений пластиковых изделий.

Ультразвуковая сварка

При ультразвуковой сварке пластиковой тары создаются механические колебания, которые преобразовываются в тепловую энергию. Данный процесс легко автоматизировать, поэтому он подходит для изготовления большого потока изделий. К основным преимуществам такого метода относят высокую производительность при небольших затратах, возможность сварки загрязненных поверхностей, сварочные швы различных масштабов (от точечной сварки до непрерывного длинного шва), соединение практически всех видов пластика, незаметные швы.

Лазерная сварка

Лазерная сварка пластмасс особенно необходима там, где требуется осторожное обращение (например, при стыковке электронных компонентов) или в стерильных условиях. Кроме того при помощи лазерной сварки можно стыковать изделия со сложными линиями. Преимуществами такого метода являются отсутствие повреждений и деформации стыкуемых изделий, незаметный шов, возможность сварки сложных деталей, а также возможность соединения пластмасс разных видов (например, АБС, ПА, ПБТ, ПС, ПММА, стеклопластик и др.)

 ПреимуществаНедостатки
Вибрационная сваркаОтносительно короткое время цикла (20 секунд)Механическая нагрузка
Высокая прочностьТолстый шов
Возможность автоматизацииНевозможность контурной обработки
Возможность сварки больших изделий 
   
Сварка нагревательным элементомВысокая прочностьДлительное время цикла (180-300 секунд)
Гладкий сварной шовНеобходимость поддерживать в чистоте нагревательный элемент
Возможность сварки 2 и более компонентовНеобходимость периодической регулировки инструмента
Надежность и адаптивностьБольшое потребление энергии
 Возможны затруднения в обработке сложных деталей
   
Инфракрасная сваркаОтносительно короткое время цикла 60 секунд)Трудоемкий процесс управления
Бесконтактная сваркаДороговизна контурных нагревателей
Отсутствие механической нагрузки 
Возможность контурной обработки 
   
Сварка горячим газомОтсутствие механической нагрузки на деталиВысокое потребление энергии
Высокая прочность шваДороговизна оборудования
Возможность контурной обработки 
   
Ультразвуковая сваркаКороткое время цикла (10 секунд)Механическая нагрузка
Возможность интеграции в производственную линиюНеобходимость в защите слуха
АдаптивностьПовреждения от резонанса
   
Лазерная сваркаКачество (незаметный шов)Ограниченность в используемых материалах
Отсутствие механической нагрузкиНеобходимость в защите глаз
Большая адаптивность и возможность интеграции в производствоНевозможность автоматизации процесса
Точность и воспроизводимость 

Компания Георг Утз принимает заказы на сварку пластмасс любой сложности. Если у Вас возникли вопросы по сварке промышленной тары, свяжитесь с нашими специалистами по телефону +7 (499) 391-79-33 или электронной почте [email protected]

Сварка пластмасс



Рекомендуем приобрести:

Установки для автоматической сварки продольных швов обечаек — в наличии на складе!
Высокая производительность, удобство, простота в управлении и надежность в эксплуатации.

Сварочные экраны и защитные шторки — в наличии на складе!
Защита от излучения при сварке и резке. Большой выбор.
Доставка по всей России!


Сварке подвергаются только так называемые термопластичные пластмассы (термопласты), которые при нагревании становятся пластичными, а после охлаждения принимают первоначальные вид  и свойства. Кроме них, существуют термореактивные пластмассы,  которые изменяют свои свойства при нагреве. Нагревать пластмассы при сварке следует не выше  температуры их разложения,  т. е. в пределах 140—240 °С.

Пластмассы можно сваривать различными способами: нагретым газом; контактной теплотой от нагревательных элементов; трением; ультразвуком. Рассмотрим способ  сварки нагретым газом

.

Основные условия для получения качественного соединения пластмасс при сварке следующие.

1. Диаметр присадочного прутка не должен превышать 4 мм для достаточно быстрого его нагрева и обеспечения необходимой производительности сварки.
2. Сварку следует вести по возможности быстро во избежание термического разложения материала.
3. Необходимо точно выдерживать температуру сварки во избежание недостаточного нагрева или  перегрева свариваемого материала.

Для сварки нагретым газом в качестве теплоносителя используют воздух, азот, углекислый газ.  Наиболее широкое применение получил воздух, как более доступный газ. При сварке в азоте и углекислом газе, создающих инертную среду, вокруг места сварки, не происходит окисления и разрушения структуры свариваемого термопласта. Нагревание газа-теплоносителя происходит в специальных горелках, газовых или  электрических.

Сварка нагретым газом проста, не требует сложного оборудования, удобна в случае ремонтных работ; ее можно применять для изделий различных размеров и формы; она получила  достаточно широкое применение в практике сварки пластмасс.

Для сварки можно использовать горелки ГГП-1-56 конструкции ВНИИАВТОГЕНа, в которых  использован принцип прямого нагрева газа-теплоносителя. Температура нагретого газа в них регулируется в широких пределах изменением расхода горючего газа и газа-теплоносителя. Применяют также пропано-воздушные вихревые горелки ГГП-1-66 и горелки ГЭП-1А-67 с электроподогревом.

При сварке пластмасс применяют различные виды соединений: встык с односторонним и двусторонним скосом кромок под углом 35—45°; внахлестку; тавровые; угловые без скоса и со скосом кромок. Наиболее распространено соединение встык. Шов с двусторонней разделкой кромок обеспечивает  более равномерное распределение теплоты и поэтому он прочнее шва с односторонней разделкой кромок. Шов внахлестку в несколько раз менее прочен, чем стыковой, и поэтому применяется лишь в отдельных случаях, например при сварке стыков труб с отбортовкой. Сварка термопластов основана на доведении прутка и  свариваемого материала до температуры их размягчения, когда они в вязком состоянии способны склеиваться при небольшом усилии сжатия.

Сварщик должен подавать пруток под углом 90° к поверхности шва. Если этот угол более 90°, то  пруток вытягивается и при охлаждении его происходят разрывы; при меньшем угле пруток нагревается быстрее на более длинном  участке и не успевает привариваться к свариваемым кромкам или ранее уложенным пруткам.

Скорость укладки прутка диаметром 3 мм должна составлять 12—15 м/ч, для того чтобы происходило хорошее сваривание прутка и основного материала и обеспечивалась достаточная прочность соединения.

Угол между осью сопла горелки и прутком определяется толщиной свариваемого листа: при толщине  до 5 мм этот угол равен 20—25°, при толщине 10—20 мм 30—45°. Расстояние между наконечником и поверхностью шва  необходимо по возможности поддерживать постоянным (5—8 мм). При правильном положении горелки и необходимой температуре нагрева основной материал по обе стороны укладываемого прутка должен «закипать». Усилие давления на пруток необходимо стремиться создавать  равным: для прутка диаметром 2—3 мм 1—1,6 кгс, диаметром 4—5 мм 2,2—3 кгс. После сварки изделие следует подвергать медленному охлаждению на воздухе. При быстром охлаждении  возможно растрескивание соединения вследствие различной и неравномерной усадки основного материала и присадочного прутка. В зависимости от квалификации сварщика прочность  сварного соединения винипласта может колебаться от 30 до 90% прочности основного материала.

Применение прутков при сварке пластмасс снижает производительность процесса для газовой горелки  до 15—20 м/ч, для электрической — до 10—12 м/ч. При этом данный метод имеет еще тот недостаток, что ударная вязкость шва и основного материала на границе сварного шва получается примерно в 12 раз ниже ударной вязкости основного материала и не  превышает 1 МДж/м2 (10 кгс-м/см2).

Для повышения производительности процесса и прочности сварного соединения применяют беспрутковый метод сварки пластмассовых листов. Он состоит в том, что  свариваемые листы срезают по кромкам под углом 20° и складывают внахлестку. Затем листы нагревают до температуры 250—300 °С воздухом, подогреваемым в электрической горелке, и сжимают валиками, облицованными слоем резины. Струю воздуха направляют непрерывно на срезанные кромки листов и горелку перемещают  впереди валиков вдоль свариваемых кромок. Скорость сварки для винипласта толщиной 3—12 мм составляет 120—200 м/ч. Листы равномерно нагреваются до температуры 60—70 °С на ширине 300—400 мм. Прочность сварного соединения при этом достигает  80—90% прочности основного материала, а производительность в 10—15 раз выше, чем при прутковом способе. Ударная вязкость,  материала после сварки почти не снижается.

При сварке полиэтилена, полихлорвинила (так называемых мягких термопластов) пруток для повышения прочности соединения прикатывают специальным роликом.

Качество сварки термопластов контролируют наружным осмотром. Полученный шов должен быть  плотным, без разрывов и трещин. Плотность швов можно испытывать водой, сжатым воздухом или керосином. Для контроля качества швов используют также электролитный и электроискровой  дефектоскопы.

Классификация способов сварки пластмасс

Классификация проводится по основным физическим, техническим и технологическим признакам. По физическим признакам сварка пластмасс делится на классы и виды.

Деление на классы нужно проводить по форме энергии, используемой для сварки, т. е. подводимой к сварочным материалам. Все известные в настоящее время процессы сварки пластмасс осуществляются с использова нием тепловой, механической, электромагнитной энергии или различных комбинаций этих видов энергии. В связи с этим следует различать следующие классы сварки: термическая, механическая и электромагнитная. Кроме того, существуют методы термомеханической и электромагнитно-механической сварки.

К термическим относятся виды сварки, при которых давление не играет существенной роли в образовании сварного соединения, например сварка пламенем, нагретым газом или расплавом. Образование сварного соединения в этом случае определяется в основном количеством подводимой энергии

К термомеханическим относятся виды сварки, при которых неразъемное соединение образуется вследствие подвода тепловой энергии и приложения статического давления.

При механических видах сварки тепловая энергия генерируется внутри свариваемых деталей за счет превращения механической энергии, подводимой извне, в тепловую. Это может быть: механическая энергия трения или вибротрения свариваемых поверхностей, превращающаяся в тепловую, которая вследствие малой теплопроводности пластмасс локализуется в сварочной зоне; механическая энергия упругих колебаний (ультразвуковая сварка).

При подводе электромагнитной энергии к свариваемым деталям тепловая энергия также генерируется в них либо за счет способности звеньев макромолекул полимеров поляризоваться при наложении внешнего электрического поля (высокочастотная сварка), либо за счет поглощения энергии электромагнитных колебаний (сварка инфракрасным излучением, сварка лазером).

Из всех существующих видов сварки пластмасс невозможно выделить единственный вид, который бы удовлетворял всем экономическим, технологическим и эксплуатационным требованиям. Вид применяемых источников сварочного нагрева, технологические принципы, положенные в основу процесса сварки, степень механизации и автоматизации в немалой степени зависят от той физической формы, в которой используются пластмассы как конструкционные материалы. По этому признаку можно выделить: монолитные изделия — условно трехмерные материалы, применяемые для изготовления деталей машин, емкостей, труб, профилей, плит, фасонных деталей; пленочные — условно двухмерные материалы, которые используются в качестве упаковки, покрытий, подложек, изолирующих конструкций и т. п.; волокна — условно одномерные материалы, которые используются для получения нетканых полотен, бытовых и технических тканей. Комбинацией последних двух физических форм являются волокнистые материалы, имеющие полимерное покрытие — искусственные кожи.

Области применения видов сварки в зависимости от физической формы полимера и вида изделий приведены в табл. 29.1.


Каждый из видов сварки пластмасс имеет свои преимущества и недостатки, и в зависимости от физико-механических свойств материала, вида и назначения изделия, серийности выпуска и т. д. предпочтение может быть отдано тому или иному из перечисленных видов сварки. Например, сварка нагретым газом и нагретым инструментом являются наиболее простыми и экономичными способами, характеризующимися достаточно высокими прочностными характеристиками соединения. В последние годы эти виды сварки получили очень широкое распространение для сварки пластмассовых трубопроводов. Однако значительная зона разогрева препятствует применению этих способов для консервации легковоспламеняющихся веществ, пищевых продуктов и лекарственных препаратов, портящихся при повышенных температурах. Вследствие загрязнения поверхностей свариваемых изделий значительно уменьшается прочность сварных соединений в этих случаях.

Высокочастотная сварка отличается высокой производительностью, но  она неприменима для некоторых типов пластмасс (полиэтилена, полипропилена и т. д.). При сварке токами высокой частоты емкостей из поливинилхлорида, наполненных жидкостями, может происходить электрический пробой, приводящий к разрушению изделия.

Сварку расплавом целесообразно применять для получения швов большой протяженности при соединении материалов достаточно большой толщины и не всегда целесообразно для соединения пленочных материалов.

Ультразвуковая сварка может заменить механические методы соединения и склеивания целой группы полимеров, например полистирола, лавсана и капрона. Она широко применяется при изготовлении изделий пищевой и легкой промышленности, парфюмерии, радиоэлектроники и электротехники, товаров широкого потребления из пластмасс.

Читать далее: Пластмассы — получение пластмасс, состав, свойства, свариваемость
Сварка пластмасс нагретым газом
Сварка пластмасс экструдируемой присадкой (расплавом)
Контактная тепловая сварка пластмасс
Сварка пластмасс ультразвуком
Сварка пластмасс трением и вибротрением
Сварка пластмасс токами высокой частоты
Сварка пластмасс ИК-излучением
Сварка пластмасс лучом лазера
Сварка пластмасс световым лучом
Комбинированные способы сварки полимеров

Евсеев  Г. Б., Глизманенко Д. Л. Оборудование и технология газопламенной обработки  металлов и  неметаллических материалов

ПЛАСТМАССЫ Соединения сварные — Прочность

В книге изложены современные представления о механизме образования неразъемного соединения. Приведены основные сведения по оборудованию и технологии ультразвуковой сварки металлов и пластмасс. Рассмотрены методы стабилизации прочности сварных соединений и контроля качества соединений. Освещены вопросы технико-экономической эффективности применения ультразвуковой сварки.  [c.2]
Контроль качества сварного соединения. В связи с массовым характером производства и отсутствием простых и надежных методов неразрушающего контроля для сварных деталей из пластмасс особое значение приобретает надежность и стабильность технологического процесса сварки. Стабилизация условий сварки в производственных условиях представляется сложной задачей, поэтому для повышения стабильности свойств сварного соединения и получения соединения с максимальной прочностью режим сварки в каждом отдельном случае может меняться.  [c.84]

В связи с массовым характером производства и отсутствием простых и надежных методов неразрушающего контроля для сварных изделий из пластмасс особое значение приобретает надежность и стабильность технологического процесса сварки. Для повышения стабильности свойств сварного соединения и получения соединения с максимальной прочностью режим сварки в каждом отдельном случае может меняться.  [c.63]

При проектировании сварных соединений коэффициент запаса прочности принимается равным 3—10 (в зависимости от типа пластмассы) из-за высокой ползучести термопластичных пластмасс.  [c.51]

Сварные соединения являются наиболее совершенными неразъемными соединениями, так как лучше других приближают составные детали к целым и позволяют изготовлять детали неограниченных размеров. Прочность сварных соединений при статических и ударных нагрузках доведена до прочности деталей из целого металла. Освоена сварка всех конструкционных сталей, включая высоколегированные, цветных сплавов и пластмасс.  [c.56]

Сварка нагревательным элементом. Этот способ сварки применяют для герметических швов, преимуш,ественно для труб, сосудов, лопаток центробежных насосов и т. д. Прочность сварного шва зависит от способа нагрева, который может быть непосредственным (прямым) или косвенным. При косвенном нагреве и одновременном действии давления прочность соединения выше. Это можно объяснить тем, что при непосредственном нагреве возникают значительные внутренние напряжения. Прочность сварки нагревательными элементами для пластмасс характеризуется приведенными данными в табл. 2.  [c.160]

Сварка пластмасс — прогрессивный технологический процесс, с помощью которого получают неразъемные соединения пластмассовых узлов и изделий. По сравнению с другими способами соединения (клепкой и склейкой), сварка имеет существенные преимущества. Важнейшие из них высокая производительность, низкая трудоемкость, большая прочность и плотность сварных соединений, экономичность, лучшие условия труда. При сварке требуются меньшие производственные площади, чем при склейке.  [c.174]


Режимы сварки и прочность сварных соединений, выполненных ультразвуком из некоторых пластмасс  [c.339]

Режимы сварки и прочность сварных соединений для некоторых пластмасс приведены в табл. 10.  [c.340]

При экспериментальной оценке свариваемости пластмасс фундаментальным показателем является длительная прочность сварного соединения, работающего в конкретных условиях по сравнению с основным материалом.  [c.106]

Коэффициент температурного расширения пластмасс в несколько раз больше, чем у металлов, поэтому в сварном шве могут возникнуть внутренние напряжения, которые снижают прочность таких соединений.  [c.153]

Для большинства пластмасс прочность сварных соединений находится в пределах от 50 до 100% от прочности основного материала.  [c.34]

Как уже отмечалось выше, прочность швов, полученных методом индукционной сварки, хотя она и не столь высока, как прочность швов, сваренных другими более широко применяемыми методами, вполне удовлетворительна для многих видов сварных соединений пластмасс. Так например, с помощью индукционного вкладыша из проволочной сетки, помещаемого при сварке между плитами из разветвленного полиэтилена, свариваются швы, прочность которых на 50% выше, чем прочность основного материала. Столь же высокие результаты сварки с помощью индукционного нагрева были достигнуты и для соединений из акриловых пластмасс и, судя по всем показателям, с помощью данного метода можно получать швы высокой прочности при сварке почти всех видов термопластов.  [c.99]

Сварка полиметилметакрилата. Применяют те же способы сварки, что и для других пластмасс. В качестве теплоносителя используется воздух, температура которого должна быть 330—370°С. Для сварки берут сварочные прутки квадратного сечения размерами 4X4 или 5,5Х5,5 мм, изготовленные из того же материала. Количество воздуха, расходуемого одной горелкой, 0,8—1,5 лг ч. Наиболее часто применяют сварные швы X- и У-образного профиля. При этом угол развала сварного шва назначается равным 50°. Технология сварки аналогична сварке винипласта. Охлаждается шов в естественных условиях. После охлаждения сварное соединение можно сразу же нагружать. Прочность шва составляет 70% прочности основного материала.  [c.56]

Помимо этих основных способов сварки, для соединения изделий из пластмасс в некоторых случаях могут использоваться способы оварки трением и ультразвуком. Сварка трением применяется для соединения в стык деталей круглого сечения. Этим способом можно сваривать стержни и трубы. Но, как показывают опытные данные, прочность сварного стыка даже при самом тщательном выполнении сварочных работ не превышает 50% прочности основного материала. Поэтому этот способ неприемлем для сварки трубопроводов, работающих под высоким давлением.  [c.316]

Режим ультразвуковой сварки пластмасс и прочность сварных соединений (частота колебаний 20 кгц)  [c.334]

С помощью сварки соединяют между собой различные металлы, их сплавы, некоторые керамические материалы, пластмассы, стекла и разнородные материалы. Основное применение находит сварка металлов и их сплавов при сооружении новых конструкций, ремонте различных изделий, машин и механизмов, создании двухслойных материалов. Сваривать можно металлы любой толщины. Прочность сварного соединения в большинстве случаев не уступает прочности целого металла.  [c.5]

Анализ результатов испытаний образцов толщиной 1 мм, выполненных с шагом 75 мм, показал что прочность клеевой прослойки в клее-сварном соединении более высокая, чем в клее-заклепочном и клее-винтовом соединениях. Так, например, при шаге 75 мм прочность клеевой прослойки в клее-сварных соединениях оказывается настолько значительной, что обеспечивает восприятие сдвигающих усилий, возникающих в трехслойных конструкциях из пластмасс и алюминия, с трехкратным запасом. Пакет из трех толщин для клее-заклепочных и клее-винтовых соединений обладает достаточной жесткостью (большей, чем пакет с клее-сварными соединениями). Это подтвердилось экспериментами на образцах небольших толщин (1 мм).  [c.168]

Сварные соединения являются наиболее совершенными неразъемными соединениями. Прочность сварных соединений при статических и ударных нагрузках доведена до прочности деталей из целого металла. Освоена сварка всех конструкционных сталей, включая высоколегированные, цветных сплавов и пластмасс.  [c.34]


В строительстве широко распространена сварка пластмасс газовыми теплоносителями. Для сварки встык скос двух кромок деталей толщиной 2 — 6 мм делают под общим углом 55 — 60 (рис. 164, а). При толщине листов более 6 мм рекомендуется двусторонний шов с разделкой кромок под общим углом 55—90° (рис. 164, б). Такой шов обеспечивает более высокую прочность сварного соединения, чем односторонний.  [c.256]

В работе рассмотрен широкий круг вопросов, связанных с контролем качества сварных соединений из пластмасс и эффективным его применением в строительстве. Описаны свойства и характеристики пластмасс. Изложены основные методы контроля параметров режима сварки и качества сварных соединений. Рассмотрены дефекты сварных соединений, их образование и влияние на прочность шва. Подробно рассмотрены рентгенографический, ультразвуковой, капиллярный и другие методы контроля качества сварных соединений из пластмасс и примеры их практического применения.  [c.2]

Были проведены исследования по подбору режимов сварки и испытания на прочность сварных соединений из пластмассы СНП толщиной 2,2 мм и винипласта толщиной от 3 до 10 мм. На рис. 68 приведены результаты испытания прочности на отрыв стыковых образцов из СНП толщиной 2,2 мм (размеры образцов 2,2 X 10 X 120) в зависимости от времени сварки. Режим сварки амплитуда колебаний 35 мк частоты 20 кгц, давление на  [c.103]

Ультразвуковой сваркой в лаборатории МВТУ были изготовлены некоторые детали и изделия из пластмасс. Опробована прессовая сварка крыльчаток из нейлона, применяемых для перекачки активных жидкостей. Общий вид крыльчатки приведен на рис, 73 в центре. Справа и слева показаны штампованные части крыльчатки, подлежащие соединению по выступам лопастей. В центре показана крыльчатка, сваренная ультразвуком. Для прессовой сварки крыльчатки применялся кольцевой наконечник волновода. Сварка осуществлялась по всей площади соприкосновения лопастей с верхним диском. Время сварки одной крыльчатки 5—6 сек. Прочность сварных крыльчаток проверялась путем разрезки крыльчаток на отдельные части с сваренной лопастью в каждом  [c.107]

Термопластичные пластмассы переходят под действием тепла в пластическое текучее состояние, а при охлаждении снова отверждаются [38]. Циклы нагревания и охлаждения могут быть повторены многократно. Если нагрев невелик и продолжительность его мала, то пластмассы не претерпевают коренных химических изменений. Поэтому пластмассы хорошо свариваются тепловыми методами сварки. Процесс сварки происходит при температуре выше температуры размягчения, но ниже температуры разложения пластмасс при вязко-текучем состоянии под давлением. По сравнению с другими способами соединения (клепкой и склейкой) сварка имеет существенные преимущества высокую производительность, низкую трудоемкость, большую прочность и плотность сварных соединений, экономичность, улучшение условий труда, уменьшение производственных площадей.  [c.4]

При выборе того или иного способа сварки необходимо учитывать специфику технологического процесса, производственные затраты и физико-механические свойства соединяемых пластмасс. Например, сварка нагретым газом и нагретым инструментом является наиболее экономичным процессом. Прочностные характеристики сварного соединения достаточно высоки. Но применение этих способов опасно при укупорке легковоспламеняющихся веществ. Загрязнение поверхностей свариваемых изделий значительно уменьшает прочность сварного соединения при применении этих способов сварки.  [c.5]

При сварке лакотканей ФЛТ-42 и ФЛТ-26 поверхности материала, подлежащие сварке, следует предварительно промазывать лаками, обеспечивающими набухание пластмассы, в результате чего повышается подвижность макромолекул и увеличивается скорость сварки. Кроме этого, применение лаков несколько увеличивает интенсивность и повышает избирательность нагрева свариваемых поверхностей. Так, при сварке ФЛТ-42 без промазки максимальная прочность сварных соединений при расслаивании составляет 1,9 кгс/сж и достигается при напряженности поля в материале 900 в/мм. Применение промазки позволяет при напряженности в материале 600—700 в/мм получать сварные соединения с прочностью при расслаивании 4—5 кгс/см.  [c.47]

Во всех случаях, когда указанные температуры на границе раздела пластмасс не достигались, сварка либо не происходила, либо прочность соединения была низкой. Так, при сварке тонких полиэтиленовых пленок толщиной менее 0,1 мм не удавалось нагреть границу раздела до температуры вязко-текучего состояния, вследствие большого теплоотвода в волновод и опору. Только введение теплоизоляционных прокладок или -подогрев волновода позволил получить надежное сварное соединение.  [c.53]

Из зависимостей, представленных на рис. 40, следует, что существует оптимальное сварочное давление, соответствующее максимуму прочности. Низкая прочность сварных соединений при использовании малых давлений объясняется тем, что небольшие давления не обеспечивают достаточный акустический контакт, поэтому в пластмассу вводится сравнительно малая механическая энергия. Уменьшение прочности при сварке на больших давлениях объясняется нарушением резонансного  [c.65]

При сварке синтетических тканей, состоящих из синтетических волокон, значительное влияние на прочность сварного соединения оказывает режим ультразвуковой сварки амплитуда и частота колебаний, величина сварочного давления и длительность ультразвукового импульса. Характер изменения прочности сварного соединения при изменении режима сварки аналогичен характеру изменения прочности пластмасс толщиной 200— 800 мкм.  [c.81]

На рис. 68 представлены значения прочности сварных соединений, полученных при искусственной расстройке генератора и соответственно при разной продолжительности ультразвукового импульса. Изменение амплитуды колебаний волновода с 40 до 30 мкм в результате расстройки генератора вызвало увеличение продолжительности сварки почти в 3 раза, однако это не повлекло за собой ухудшения прочностных характеристик сварного соединения. Стабильность качества сварных соединений обеспечивается также при изменении исходных свойств пластмассы (разнотолщинности, загрязненности и др.).  [c.89]


Освоение процессов сварки и склеивания пластмасс еще больше расширило область их применения. По сравнению с другими способами соединения пластмасс сварка имеет ряд существенных преимуществ, важнейшие из которых — экономия материала, меньшая трудоемкость и высокая прочность сварных соединений.  [c.4]

Возможность контроля сварки по кинетической характеристике доказывается связью последней со следующими параметрами температурой в шве, величиной осадки, площадью сварной точки, прочностью сварного соединения, тепловыделением в образце (рис. 66). К моменту выхода сигнала датчика на минимальный уровень тш температура в шве максимальна и достигает температуры вязко-текучего состояния пластмассы, осадка минимальна и существенно не снижает прочности сварного соединения. Площадь сварной точки к этому моменту времени достигает 90—95% максимально возможной, а прочность сварного соединения максимальна. В этой же точке кинетической характеристики отмечается перелом в функции тепловыделения Л = ф( ). До момента сварки тепловыделение происходило как в массе пластмассы (по границам сферолитов и микронеоднородностей), так и по границе раздела свариваехмых элементов. Перелом в функции Л = ф( ) свидетельствует об исчезновении границы раздела как акустического сопротивления, т. е. об образовании монолитного соединения.  [c.88]

Сварку без скоса кромок применяют только в том случае, когда требуется соединить относительно тонкие листы материала — до 3 мм. Для того чтобы обеспечить провар, оставляют зазор шириной 0,5 мм. Как и при других видах стыковой сварки, две детали, которые должны быть сварены, надежно крепятся к плоской поверхности, чтобы не возникло их смещение в процессе сварки. Сварку без скоса кромок обычно выполняют в два прохода верхний шов и шов с обратной стороны. Такие швы могут применяться в случае, если конструкция предназначена для эксплуатации в условиях всех видов нагрузок. Однако при этом необходимо обеспечить полное сплавление кромок листа, в особенности в тех случаях, когда сварные соединения подвержены воздействию переменных нагрузок. У-образный стыковой шов применяют при сварке встык листов толщиной до 10 мм в тех случаях, когда обратная сторона листа недоступна для выполнения Х-образного шва. Кромка листа, подлежащая сварке, должна скашиваться под углом 60° с помощью напильника, рубанка и фуганка. Стыковые соединения с двусторонним скосом кромок (Х-образные швы) являются более прочными по сравнению с другими типами швов. При выполнении такого-шва кромка, разделенная под углом 60°, имеет два вида Х-образная неравносторонняя (для листов толщиной более 5 мм), применяемая в тех случаях, когда требуется абсолютная плотность сварного изделия, но, с одной стороны, сварка почему-либо затруднена Х-образная равносторонняя, дающая наилучшие результаты по плотности и прочности в стыковых соединениях. При выполнении таких швов во избежание коробления направление присадки следует производить последовательно в двух противоположных направлениях, при этом вначале проход делается по одной стороне листа, а затем по другой. Торцовые соединения производятся путем образования У-образной выемки скашиванием одного или двух листов свариваемого материала под углом приблизительно 60°. Практика применения прихватки, которая производится при сварке металла, может быть использована также и для сварки пластмасс. Предварительную прихватку удобно применять для сварки фланцев квадрз1ТН0Г0 или круглого сечения на различив  [c.149]

После разделки и подготовки кромок к сварке листовой материал должен быть надежно прикреплен к деревянной поверхности. Применение металлических подкладок не рекомендуется, так как в процессе сварки они отводят тепло от основания (корня) шва, что вызывает ухудшение качества сварного соединения. Перед началом сварки устанавливают такую температуру газа-теплоносителя, которая требуется для сварки данной пластмассы. Например, при сварке винипласта скорость укладки сварочного прутка диаметром 3 мм равна 12— 15 м/ч. При меньшей скорости время нагрева увеличивается, вследствие чего сварочный пруток и материал перегреваются. Наоборот, при скорости укладки прутка более 15 м/ч сварочный пруток и материал не успевают разогреться до температуры сварки. И в том, и в другом случае резко снижается прочность сцепления сварочного прутка с основным материалом. Сварочный пруток должен подаваться под углом 90° к поверхности шва. При отклонении сварочного прутка назад (рис. 61,а) по стаошению к направлению сварки часть усилия тратится на вытягивание прутка (в пластическом состоянии). Поэтому при дальнейшем охлаждении  [c.150]

Ввиду низкой теплопроводности пластмасс разм ягчение их в месте сварки происходит быстро при небольшой затрате тепла. Это обстоятельство требует строгого соблюдения температурного режима, так как при недостаточной температуре нагрева резко снижается прочность соединения, а при избыточной температуре возникает опасность разложения пластмассы. Так, при сварке винипласта температура подогретого воздуха (смеси продуктов сгораш1я горючего газа и воздуха) в месте сварного шва должна составлять 200—240° С, поэтому на выходе из мундштука газовый теплоноситель должен иметь температуру 230—290° С. При более 7 1431  [c.97]

К твердым пластмассам относятся винипласт, выпускаемый в виде листов толщиной от 2 до 20 мм, труб, полос и прутков. Винипласт обладает высокой механической прочностью, жесткостью и твердостью. Удельный вес его 1,38—1,4 г/сж , предел прочности 400 кПсм , относительное удлинение при разрыве не менее 20%, твердость НВ13. Из винипласта изготавливается оборудование гальванических цехов, вытяжные вентиляционные устройства, трубы и арматура для агрессивных жидкостей и газов. Винипласт сваривается с помощью нагревате.пьных элементов, трением, горячим воздухом, при помощи ультразвука и токами высокой частоты. Типы сварных соединений показаны на рис. 238, а.  [c.364]

Пластмассы об.ладают высоким коэффициентом те.мпературпого расширения (в несколько раз больитим, че.м. металлы). Поэтому в сварном шве возникают собственные напряжения, которые могут снижать прочность сварных соединений.  [c.386]

Как уже сообщалось выше, при необходимости сваривать трубы из пластмассы саран в полевых условиях инструмент может нагреваться газовой (ацетиленовой) горелкой. Однако более точное регулирование температуры нагрева возможно лишь при использовании портативных электронагреваемых инструментов. В процессе всех видов сварки пластмасс нагретым инструментом сварщик должен особенно внимательно следить за тем, чтобы не допустить перегревания свариваемых пластмасс, так как это значительно ослабляет прочность сварного соединения.  [c.91]

Акриловые смолы с большим молекулярным весом лучше поддаются сварке трением, поскольку остаточный мономер обычно оказывается неустойчивым при повышенных температурах и имеет тенденцию превращаться в газ и испаряться, что способствует ослаблению шва. В связи с этим при сварке трением формованных и штампованных акриловых пластмасс обычно получаются лучшие швы, чем при сварке литых акриловых материалов. Фрере [25] произвел сравнение прочностных характеристик сваренных трением и склеенных соединений полиметилметакрилата (табл. 22). Соединения, полученные сваркой трением, имели равномерную и более высокую прочность, чем клеевые соединения. Исследования поверхности соединений, сваренных трением, после испытания их на удар показали, что сварные швы лишь смещаются, в то время как клеевые соединения при той же ударной нагрузке разрушаются по линии шва.  [c.105]


Окончательная проверка сварных соединений при сдаче покрытия в эксплуатацию осуществляется электроискровым дефектоскопом, а небольшие изделия — наливом водой. В специальных лабораториях по проверке пластмасс испытывают прочность сварного соединения на разрыв и на изгиб. Испытания производятся на образцах размером ЗОХЮО мм, вырезанных из деталей.  [c.57]

Оптимальный шаг для клее-сварных соединений (сварка по клею холодного отверждения) в трехслойных конструкциях из пластмасс с алюминиевыми обшивками сплава АМгб толщиной 1 —1,5 мм, работающими при статических нагрузках, составляет 75 мм. Предел прочности на сдвиг клеевого шва имеет трехкратный запас по сравнению с расчетными данными.  [c.172]

Газ для нагрева свариваемого изделия выбирают в зависимости от свойств пластмассы. Так, для сварки поливинилхлорида можно применять воздух, азот, водород, углекислый газ и кислород, однако наиболее высокая прочность сварного соединения достигается при применении кислорода и воздуха. При сварке полиэтилена и других пластмасс, подверженных воздействию кислорода, в качестве газа-тенлоносителя применяют азот. Наиболее экономичным газом-теплоносителем является воздух [27].  [c.7]

Зависимость прочности сварных соединений от амплитуды смещения торца волновода выражается кривой с максимумом, соответствующим оптимальному значению амплитуды. Увеличение амплитуды смещения относительно оптимального значения приводит к значительному разогреву пластмассы непосредственно под волноводом, что может сопровождаться деструкцией, появлением пузырьк01В, выпучиваний и выплесков размягченного материала. После окончания сварки поверхность шва оказывается неровной, пористой, имеет наплывы и другие дефекты, в результате чего прочность сварного соединения понижается. Уменьшение амплитуды смещения относительно оптимального значения также приводит к понижению прочности соединения. При этом или вводимая механическая энергия недостаточна для образования сварного соединения, или требуется значительное время сварки, что, как и в первом случае, приводит к разогре ву пластмассы под волноводом и понижению прочности.  [c.65]

При сварке с прослойками из 60%-ного раствора соли, технического вазелина и спирта прочность сварных соединений уменьшилась на 3—8% по сравнению с прочностью соединений, выполненных по чистым поверхностям, а продолжительность сварки практически не изменилась. Прослойки в виде сажи и краски-эмали уменьшили прочность на 15—20%, а продолжительность сварки увеличилась на 0,5—1 сек. При сварке с прослойками из сыпучих веществ (мука, мел, цемент, зубной порошок и т. п.) прочность уменьшилась на 40% и получение соединения стало затруднительным. Порошкообразные прослойки собираются в комки, создавая очаги непроваров. При размягчении пластмассы под воздействием ультразвуковых колебаний часть поверхности очищается путем выталкивания посторонних включений за пределы шва, некоторая же часть прослойки остается и налипает на размягченную поверхность, препятствуя свариванию. Более высокая прочность сварных соединений при сварке по загрязненным поверхностям может быть достигнута при определенном сочетании давления и включения ультразвуковых колебаний (рис. 43, б).  [c.69]


Соединение пластмасс сваркой — Энциклопедия по машиностроению XXL

Освоение процессов сварки и склеивания пластмасс еще больше расширило область их применения. По сравнению с другими способами соединения пластмасс сварка имеет ряд существенных преимуществ, важнейшие из которых — экономия материала, меньшая трудоемкость и высокая прочность сварных соединений.  [c.4]

По сравнению с другими методами соединения пластмасс сварка имеет ряд существенных преимуществ, важнейшими из которых являются экономия материала и плотность швов (по сравнению с клепкой), меньшая трудоемкость и большая прочность сварных соединений (по сравнению со склеиванием). Все это приводит к тому, что внимание к процессам сварки пластмасс непрерывно возрастает.  [c.42]


Сварка — это процесс создания неразъемного соединения деталей путем местного нагрева их до расплавленного состояния с применением или без применения механического усилия. Сваркой соединяются все марки сталей, чугуна, меди, латуни, бронзы, алюминиевых сплавов и термопластические пластмассы (винипласт, капрон, полиэтилен, полистирол, плексиглас и др.). Соединение деталей сваркой занимает одно из ведущих мест в современной технологии. Сварка более экономична, чем клепка.  [c.121]

Подготовка кромок при сварке стыковых соединении пластмасс  [c.181]

До настоящего времени еще не разработаны единые условия механических испытаний сварных соединений пластмасс. Методы прочностных испытаний, принятые для металлов, не могут быть целиком перенесены на испытания пластмасс и их сварных соединений. Поэтому многие организации при разработке технологии сварки пластмасс разрабатывают также методику испытания качества сварных швов [16]. При подготовке образцов для испытаний на растяжение усиление шва снимают, плоскости тщательно обрабатывают и выравнивают.  [c.214]

Сварка — это процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между соединяемыми (свариваемыми) частями при их местном нагреве (сварка плавлением), пластическом деформировании или совместном действии того и другого (сварка давлением). С помощью сварки между собой соединяют однородные и разнородные металлы, их сплавы, некоторые керамические материалы и пластмассы. Сварка является одним из наиболее широко распространенных технологических процессов в машиностроении, строительстве, ремонтном деле.  [c.356]

Метод сварки нагревательными элементами обеспечивает высокую прочность соединений и достаточную производительность. Этим методом можно сваривать пластмассы, которые токами высокой частоты сварены быть не могут (фторопласт-4, полиэтилен, полистирол и др.). Можно сваривать угловые, стыковые и тавровые соединения. При сварке оргстекла в месте соединения сохраняется прозрачность.  [c.164]

Склепывание предназначено для прочного и герметичного соединения деталей, полученных главным образом из листового материала. Развитие сварочного производства сужает применение клепки. Склепывание применяют в тех случаях, когда нагрев соединяемых деталей нежелателен (сепараторы шарикоподшипников, узлы приборов и электроаппаратуры, рамы автомобилей, закрепление лопаток паровых и газовых турбин, крепление плоских пружин, сборка термообработанных деталей), а также при сборке деталей из разнородных материалов (сталь — чугун, металл — пластмасса), сварка и пайка которых затруднена, а склеивание не обеспечивает нужной прочности.  [c.230]


Детали из пластмасс сваривают, используя соединения, применяемые при сварке металлов, — стыковые, угловые, тавровые и в нахлестку. Стыковые соединения при сварке с присадочным прутком всегда выполняют с разделкой кромок. При толщине листов до 5 мм угол разделки равен 60°, при большей — 70°. В стыковых соединениях листов толщиной свыше 6 мм целесообразно применять двухстороннюю разделку, которая делается без притупления.  [c.397]

Ультразвуковая сварка не вытесняет в целом ни одного из известных способов соединения пластмасс, но позволяет в ряде случаев существенно упростить технологию, удешевить производство изделий, отказаться от применения токсичных клеев, исключить литье изделий сложных форм, заменив простыми с последующей сваркой отдельных элементов, и т. п.  [c.148]

Ультразвуковая сварка относится к наиболее перспективным способам соединения пластмасс в автомобилестроении. Под влиянием ультразвуковых колебаний более 20 кГц в свариваемых деталях возникают механические высокочастотные колебания, которые преобразуются в тепловую энергию, идущую на создание шва между свариваемыми поверхностями. Толщина материалов, свариваемых ультразвуком,— от 0,1 до 10 мм. Можно применять этот метод и при сварке эластичных полимеров небольшой толщины 0,05—1,5 мм.  [c.163]

Одним из основных методов неразъемного соединения пластмасс является сварка. Сварку выполняют путем перевода соединяемых деталей в вязкотекучее состояние, при котором макромолекулы обладают повышенной подвижностью, и последующего сдавливания места соединения определенным усилием. При этом происходит взаимная диффузия макромолекул или их частей, за счет чего после охлаждения осуществляется соединение деталей. Прочность соединения определяется силами межатомного и межмолекулярного взаимодействия.  [c.474]

Сварка пластмасс производится значительно медленнее, чем сварка металла. Скорость ручной сварки колеблется от 5 до 30 см в минуту в зависимости от толщины и типа свариваемого материала. Скорость прямолинейной сварки полиэтилена составляет от 12 до 20 см в минуту. Поливинилхлорид типа I сваривается значительно быстрее, чем поливинилхлорид типа П. Оба типа поливинилхлорида дают прочные сварные соединения, если сварка осуществляется высококвалифицированными сварщиками.- Скорость сварки пластмасс может быть значительно повышена за счет применения сварочного прутка, изготовленного из слегка пластифицированного поливинилхлорида применение сильно пластифицированных стержней не рекомендуется, так как они способствуют понижению термической и химической сопротивляемости шва. Кроме того, когда зона шва попадает в условия интенсивного воздействия коррозии, пластификатор может выщелачиваться, и в результате шов ослабляется.  [c.25]

Как уже отмечалось выше, прочность швов, полученных методом индукционной сварки, хотя она и не столь высока, как прочность швов, сваренных другими более широко применяемыми методами, вполне удовлетворительна для многих видов сварных соединений пластмасс. Так например, с помощью индукционного вкладыша из проволочной сетки, помещаемого при сварке между плитами из разветвленного полиэтилена, свариваются швы, прочность которых на 50% выше, чем прочность основного материала. Столь же высокие результаты сварки с помощью индукционного нагрева были достигнуты и для соединений из акриловых пластмасс и, судя по всем показателям, с помощью данного метода можно получать швы высокой прочности при сварке почти всех видов термопластов.  [c.99]

Склеивание пластмасс в практике применяется очень широко. Оно является более простым и надежным видом соединения, чем сварка.  [c.56]

Таким образом, по преимущественно протекающему при соединении процессу сварку пластмасс можно разделить на диффузионную и химическую.  [c.6]

При роликовой сварке соединение пластмасс достигается продвижением материала между вращающимися роликами.  [c.249]

Сварка пластмасс. Сварка пластмасс -это процесс неразъемного соединения их с помощью нагрева и давления. Сварке поддаются только так называемые термопластичные пластмассы (термопласты), которые при нагревании становятся пластичными, а после охлаждения принимают первоначальные вид и свойства. Пластмассы можно сваривать различными способами нагретым газом, контактной теплотой от нагревательных элементов, трением, УЗ. При газопламенной обработке применяют сварку нагретым газом. В качестве газа-теплоносителя используют воздух в смеси с продуктами сгорания пропан-бутановых смесей. Сущность сварки нагретым газом (рис. 9.43) состоит в том, что кромки свариваемых пластин 5 и присадочный пруток 2 нагревают до размягчения и перехода их в вязкотекучее состояние. Затем присадочный пруток с приложением небольшого давления укладывают в щов 3. Пластмассы в вязкотекучем состоянии приобретают липкость, в результате чего кромки деталей и материал присадочного прутка образуют неразъемное соединение.  [c.594]


Способы сварки пластмасс. Сварка является наиболее надежным способом соединения пластмасс и по сравнению со склеиванием обладает большей прочностью, плотностью, производительностью и экономичностью.  [c.254]

СОЕДИНЕНИЯ ПРИ СВАРКЕ ПЛАСТМАСС  [c.79]

В соответствии с ГОСТ 2601—74 сварка — процесс получения неразъемных соединений посредством установления межатомных связей между свариваемыми частями при их местном или общем нагреве, или пластическом деформировании, или совместном действии того и другого. Неразъемные соединения, выполненные с помощью сварки, называют сварными соединениями. Посредством сварки соединяют преимущественно детали из металлов. Однако сварные соединения применяют и для деталей из неметаллов — пластмассы и керамики или их сочетаний.  [c.7]

В книге кратко освещено современное состояние технологии сварки пластмасс с применением теплоносителей, трением, токами высокой частоты. Подробно рассмотрена сварка пластмасс ультразвуком. Описаны различные конструкции сварочного оборудования, применяемого для соединения деталей из пластмасс. Приведены сведения о клеевых соединениях пластмасс.  [c.2]

Таким образом, каждый из способов соединения пластмасс имеет свои определенные преимущества и недостатки и в зависимости от характера материала, вида и назначения изделия, серийности выпуска и т. д. предпочтение может быть отдано тому или иному из перечисленных способов сварки.  [c.5]

Одна группа объединяет способы сварки, в которых используется тепло посторонних источников, передаваемое пластмассе в результате конвекции, теплопроводности и лучеиспускания (радиации). Другая — методы, в которых тепло генерируется внутри пластмассы при преобразовании различных видов энергии. Механизм образования соединений при сварке термопластичных пластмасс пока еще полностью не раскрыт. Некоторые исследователи считают [3], [4], [5] [18], что при соединении полимеров под воздействием температуры и давлении происходит процесс само-слипания (аутогезия). При высококачественной сварке в области контакта восстанавливается структура вещества, характерная для всего объема. Согласно этой точке зрения сваривание происходит главным образом вследствие диффузии частей молекулярных цепей из одного объема полимера в другой, в результате чего продиф-фундировавшие макромолекулы как бы сшивают оба объема и обеспечивают между ними прочную связь.  [c.174]

Изучению вопросов, связанных с дополнительной обработкой углепластиков, посвяшено сравнительно мало работ. Они касаются методов механической обработки и соединения пластмасс, армирован-нь1х волокнами. Для механической обработки применяют обычно широко известные несколько модернизированные методы обработки металлов. При обработке углепластиков почти всегда используют такие же методы механической обработки, как и для стеклопластиков [60], и крайне редко какие-либо специальные методы [61]. Одна из проблем состоит в том, что для соединения различных деталей из углепластиков нельзя применить такой традиционный для металлических материалов метод, как сварка, а способ болтового соединения требует особого подхода.  [c.115]

Методы сварки пластмасс. Сварка пластмасс — прогрессивный технологический процесс, с помощью которого получают неразъемные соеденения пластмассовых узлов и изделий. По сравнению с другими способами соединения (клепкой и склейкой) сварка имеет существенные преимущества. Важнейшие из них высокая производительность, низкая трудоемкость, большая прочность и плотность сварных соединений, экономичность, лучшие условия труда. При сварке требуются меньшие производственные площади, чем при склейке.  [c.145]

Механизм образования соединений при сварке термопластичных пластмасс пока еще полностью не раскрыт. Некоторые исследователи считают, что при соединении полимеров под воздействием температуры и давления происходит процесс самослипания (аутогезия). При высококачественной сварке в области контакта восстанавливается структура вещества, характерная для всего объема. Согласно этой точке зрения сваривание происходит главным образом вследствие диффузии частей молекулярных цепей из одного объема полимера в другой, в результате чего продиф-фундировавшие макромолекулы соединяют оба объема и обеспечивают между ними прочную связь.  [c.152]

Рж. 60. Типы сварных соединений ори сварке пластмасс 1 — стыковое с У-обоазной разделкой 2 — стыковое с неравносторонней Х-образной разделкой 3 — стыковое с равносторонней Х-образной разделкой 4 — угловое 5 — тавровое 6 — нахлесточное  [c.148]

По сравнению с другими способами соединения пластмасс (клепкой и скле1ь кой) сварка имеет ряд существенных преимуществ. Важнейшими из них являются высокая производительность, малая трудоемкость, большая прочность п плотность соединений, экономия материала, лучшие условия труда. При сварке требуются меньшие производственные площади, чем при склейке. Благодаря указанным преимуществам сварка пластмасс широко распространена в разных отраслях промышленности. Наиболее широко применяется сварка пленочного материала.  [c.383]

Ультразвуковые колебаппя стали применять не только для сварки пластмасс, по и для соединения пластмасс с металлами.  [c.647]

Вентили из пластмасс применяют на химических предприятиях. На рис. 96, а показан вентиль из винипласта. Корпус 5 вентиля изготовлен из отрезков винипластовых труб, соединенных на сварке. Крышка 6 корпуса, шпиндель / и золотник 4 выточены из винипластовых прутков, а фланцы —из листового винпплас-  [c.229]

Акриловые смолы с большим молекулярным весом лучше поддаются сварке трением, поскольку остаточный мономер обычно оказывается неустойчивым при повышенных температурах и имеет тенденцию превращаться в газ и испаряться, что способствует ослаблению шва. В связи с этим при сварке трением формованных и штампованных акриловых пластмасс обычно получаются лучшие швы, чем при сварке литых акриловых материалов. Фрере [25] произвел сравнение прочностных характеристик сваренных трением и склеенных соединений полиметилметакрилата (табл. 22). Соединения, полученные сваркой трением, имели равномерную и более высокую прочность, чем клеевые соединения. Исследования поверхности соединений, сваренных трением, после испытания их на удар показали, что сварные швы лишь смещаются, в то время как клеевые соединения при той же ударной нагрузке разрушаются по линии шва.  [c.105]


Дета.ти из пластмасс сваривают, используя соединения применяемые при сварке металлов, — стыковые, угловые тавровые и внахлестку. Стыковые соединения при сварке с присадочным прутком всегда выполняют с разделко кромсан. При толщине листок до о м.и угол разделки равен 60°,  [c.458] Неподвижные неразъемные соединения получаются сваркой, клепкой, пайкой, раз-пальцовыванием, заливкой деталей металлом, склеиванием, прессованием пластмасс, а также с помощью горячих и прессовых посадок.  [c.141]

Механизм образования соединения при сварке пластмасс до сих пор полностью не раскрыт, однако многие авторы считают, что при соединении пластмасс под воздействием температуры и давления происходит процесс самослипания (аутогезия) [6] сваривание происходит главным образом вследствие диффузии частей молекулярных цепей из одного объема пластмассы в другой.  [c.4]

Кроме соединения одноименных пластмасс, сварка трением молчет быть применена и для соединения пластмасс, имеющих различные физико-механические свойства.  [c.29]

Одним из наиболее перспективных способов соединения пластмасс, получивших в последние годы большое развитие как в нашей стране, так и за рубежом, является ультразвуковая сварка. Впервые такой способ сварки был предложен в МВТУ им. Баумана и разработан Мордвинцевой А. В. и Ольшанским Н. А. под руководством проф. д-ра техн. наук Николаева Г. А. Интерес к этому технологическому процессу очень большой. В литературе неоднократно отмечались преимущества ультразвуковой сварки, делающие в отдельных случаях этот способ незаменимым для соединения пластмасс [26, 29, 31]. Основными отличительными чертами ультразвуковой сварки пластмасс являются возможность сварки по поверхностям, за-50  [c.50]


Сварка пластмасс — Энциклопедия MPLlast

Сварка пластмасс – это  технологический процесс получения неразъемного соединения элементов конструкции посредством диффузионно-реологического или химического взаимодействия макромолекул полимеров, в результате которого между соединяемыми поверхностями исчезает граница раздела и образуется структурный переход от одного полимера к другому.


 

Классификация способов сварки пластмасс

    По механизму процесса сварку пластмасс можно разделить на диффузионную и химическую; по методам активирования процесса — на тепловую сварку, сварку растворителями и сварку комбинированием нагрева и действия растворителей (рис. 1).


Сварка пластмасс растворителями

При сварке с растворителями необходимая подвижность молекулярных цепей создается за счет набухания контактирующих поверхностей в растворителе или смеси растворителей. Подразделяется она на сварку чистым растворителем (или смесью растворителей), лаковой композицией (раствором полимера в растворителе) и полимеризующейся композицией (раствором полимера в мономере).


 Тепловая сварка пластмасс

Тепловая сварка имеет наибольшее число разновидностей. Классифицировать ее можно по различным критериям:

  • способам передачи тепловой энергии;
  • степени механизации;
  • по области применения;
  • в зависимости от источника энергии.

Однако наиболее точно отражает современное состояние технологии сварки пластмасс классификация разновидностей тепловой сварки в зависимости от источника нагрева.

При этом выделяют две группы сварки: с использованием внешнего теплоносителя и с генерированием тепла внутри свариваемого материала за счет преобразования различных видов энергии.


 
Сварка пластмасс с использованием внешнего теплоносителя

Группа способов сварки пластмасс с использованием внешнего теплоносителя подразделяется на сварку нагретым газом, нагретым инструментом и расплавом.

Сварка нагретым газом

Сварка нагретым газом производится путем одновременного разогрева свариваемых изделий струей горячего газа-теплоносителя, нагреваемого в специальном устройстве. Сварку нагретым газом выполняют с применением присадочного материала и без него, вручную или с использованием специальных приспособлений для механизации процесса сварки. Применяется присадочный материал в виде прутков с различной формой сечения. При сварке по классической схеме нагревательное устройство совершает колебательные движения в плоскости, образованной направлением шва и осью присадочного прутка. Сварочный пруток прижимают и удерживают рукой, если он достаточно жесткий или при помощи ролика, если пруток мягкий. Применяя специальные насадки на нагревательное устройство, обеспечивают одновременный подогрев свариваемых кромок и прутка, при этом пруток втягивается в отверстие насадки при перемещении устройства вручную вдоль шва и прижимается к кромкам выступом на насадке. Сварка без присадочного материала может производиться с подводом тепла непосредственно к свариваемым поверхностям (прямой метод) или с подводом тепла к внешней поверхности деталей (косвенный метод).

Сварка нагретым инструментом

Сварка нагретым инструментом основана на оплавлении поверхностей сварки путем их прямого соприкосновения с нагреваемым инструментом. Подразделяется на сварку инструментом, удаляемым из зоны сварного шва (с подводом тепла как с внешней стороны деталей, так  и непосредственно к соединяемым поверхностям), и сварку элементом, остающимся в сварном шве.

При сварке косвенным методом нагретый инструмент соприкасается с внешними поверхностями соединяемых деталей, а тепло передается к перекрывающим друг друга свариваемым поверхностям за счет теплопроводности свариваемого материала. В настоящее время нашли применение ленточная, роликовая, прессовая и термоимпульсная сварка. При ленточной сварке для нагрева свариваемых изделий и создания давления используется нагретый инструмент в виде ленты, а при роликовой – в виде ролика. При прессовой сварке для создания необходимого сварочного  давления  применяются сварочные прессы, позволяющие осуществить шаговую сварку. При термоимпульсной сварке используют малоинерционный нагреватель (лента или проволока), по которому периодически пропускают электрический ток; после отключения электроэнергии сварной шов быстро охлаждается.

Из применяемых способов сварки с подводом тепла к соединяемым поверхностям известны сварки:

При стыковой  и раструбной сварке после оплавления свариваемых поверхностей изделия разводятся, инструмент убирается, а оплавляемые поверхности соединяются под небольшим давлением и свариваются.  При стыковой сварке соединяются торцы изделий, а в качестве нагревательного инструмента применяется плоский  или профилированный диск (кольцо).

При раструбной сварке соединяются внутренняя поверхность раструба и наружная поверхность трубы, а нагревательный инструмент имеет два рабочих элемента: гильзу для оплавления наружной поверхности конца трубы и дорн для оплавления внутренней поверхности раструба.

 Сварку нахлесточных соединений можно осуществлять одновременным нагревом соединяемых поверхностей по всея длине, а также, перемещая инструмент или свариваемые изделия. Наибольшее распространение получил способ сварки с механизированной подачей свариваемых изделий и неподвижным нагревательным инструментом.

  Из способов сварки элементом, остающимся в сварном шве, практическое применение нашли сварка электросопротивлением и индукционная сварка. Сварка электросопротивлением основана на применении закладных нагревательных элементов с высоким электрическим сопротивлением. Закладные элементы в виде сетки или спирали вводятся между соединяемыми поверхностями. При пропускании по закладному элементу электрического тока соединяемые поверхности оплавляются.

   При индукционной сварке нагрев закладного элемента происходит в электромагнитном высокочастотном поле, а в качестве нагревательного элемента используются металлические вкладыши или порошки оксидов металлов.

Сварка пластмасс расплавом

  Сварка расплавом основана на использовании тепла расплавленного присадочного материала, подаваемого между соединяемыми поверхностями и передающего часть своего тепла материалу соединяемых изделий, что ведет к его плавлению и получению неразъемного соединения. Подразделяется на сварку экструдируемой присадкой, расплавленным прутком и литьем под давлением, которые могут выполняться как с предварительным подогревом свариваемых поверхностей нагретым газом или теплоотдачей от мундштука сварочного устройства, так и без подогрева.

 При сварке экструдируемой присадкой (экструзионной сварке) расплав получается с помощью экструдера, обеспечивающего непрерывную подачу расплава, а в качестве исходного сырья используется гранулированный материал. При сварке расплавленным прутком расплав получается из присадочного прутка путем его нагрева в устройствах прямоточного типа, откуда расплав выдавливается непрерывно поступающим еще не нагретым присадочным прутком, который сматывается с бухты и подается в нагревательный цилиндр с помощью специальных тянущих роликов. При сварке литьем под давлением для получения расплавленного присадочного материала применяются литьевые машины.


 
Сварка пластмасс с генерированием тепла внутри свариваемого материала

 Группа способов сварки пластмасс с генерированием тепла внутри свариваемого материала путем преобразования различных видов энергии подразделяется на сварку трением, сварку ультразвуковую, сварку высокочастотную и сварку излучением.

Сварка пластмасс трением

  Сварка трением основана на получении тепловой энергии для оплавления свариваемых поверхностей за счет трения. Очень низкая теплопроводность, характерная для термопластов, способствует сохранению тепла лишь в зоне трущихся поверхностей, в то время как температура всего изделия остается практически неизменной. Разделяется на сварку вращением (вращение соединяемых деталей; вращение промежуточных элементов) и вибротрением.

Ультразвуковая сварка пластмасс

   Ультразвуковая сварка основывается на нагреве свариваемых поверхностей до температуры размягчения в результате превращения энергии колебаний ультразвуковой частоты в тепловую энергию, при этом механические колебания ультразвуковой частоты и давление действуют по одной линии, перпендикулярно к соединяемым поверхностям. В зависимости от взаимного перемещения инструмента и деталей подразделяется на прессовую сварку (точечная, прямошовная, контурная) и роликовую сварку (сварка непрерывным и прерывистым швом). Ультразвуковая сварка может классифицироваться также и по другим признакам: в зависимости от способа подведения энергии, наличия присадочного материала, а также в зависимости от способа дозирования энергии.

Высокочастотная сварка пластмасс

 Высокочастотная сварка пластмасс основана на диэлектрическом нагреве материала в высокочастотном электромагнитном поле в результате преобразования электрической энергии в тепловую. В зависимости от схемы взаимного перемещения инструмента и свариваемых изделий высокочастотная сварка подразделяется на прессовую и роликовую. Может выполняться в основном поле и в поле рассеивания с нагревом соединяемого материала или материала прокладок, располагаемых как снаружи свариваемых деталей, так и между ними.

 
Сварка пластмасс излучением

Из разновидностей сварки излучением, отличающихся друг от друга источником и характером излучения, используется световая сварка с применением и без применения присадочного материала, сварка лазерная и сварка инфракрасном излучением с подводом тепла непосредственно к соединяемым поверхностям (прямой метод) или к внешней поверхности соединяемых изделий (косвенный метод). Более широко применяется сварка инфракрасным излучением, которая основывается на свойстве термопластичных материалов поглощать падающие на них инфракрасные лучи и превращать электромагнитную энергию в тепловую.


 

Список литературы:
Зайцев К.И., Мацюк Л.Н. Сварка пластмасс.- М.: Машиностроение,1978.-222с.
Комаров Г.В. Способы соединения деталей из пластических масс.- М.: Химия,1979.-288с.
Шестопал А.Н., Шишкин В.А., Новиков В.А Способы соединения элементов конструкций из листовых полимерных материалов.- К.: О-во «Знание» УССР,1982.-31с.
Автор: Шестопал А.Н., Васильев Ю.С., Минеев Э.А. и др
Источник: Справочник по сварке и склеиванию пластмасс
Дата в источнике: 1986 год

Сварка пластмасс

Сварка пластмасс по сравнению с другими способами соединения деталей и узлов является наиболее технологичным способом, позволяет механизировать процесс сборки, увеличить его производительность и улучшить качество соединения. С помощью сварки получают неразъемные соединения деталей, узлов, изделий и строительных конструкций.

Сейчас сварка является одним из ведущих технологических процессов в современном строительстве при изготовлении и монтаже изделий и конструкций из пластмасс и материалов, покрытых пластмассами, от степени развития и совершенствования которой во многом зависит уровень технологии в строительстве.

Сейчас разработаны и применяются самые различные способы сварки, с помощью которых обеспечивается соединение деталей из всех до сих пор известных термопластов.

Сварка изделий и конструкций из термопластов осуществляется взаимной диффузией макромолекул в зоне сварки деталей, в местах контактов которых материал нагрет до размягченного состояния. При сварке с присадочными прутками взаимная диффузия макромолекул осуществляется между материалом свариваемых детален и присадочных прутков, а при многослойной сварке также и между присадочными прутками.

Процесс сварки осуществляется в узких температурных границах — ниже температуры разложения, но выше температуры размягчения.

При всех способах сварки при правильно установленном технологическом процессе основной, а также присадочный материал в зоне сварки нагревают до вязко-текучего состояния.

Технологический процесс сварки термопластов осуществляется за два перехода: первый — нагрев деталей или деталей и сварочного прутка в зоне сварки, второй — приложение механического усилия (сварочного давления) в зоне сварки, под действием которого образуется сварное соединение (сварной шов).

Принципиально сварка термопластов и материалов, покрытых пластмассами, всеми до сих пор известными способами идентична контактной сварке металлов методом сопротивления.

В последнее время разработан способ сварки реактопластов, сущность которого заключается в продолжении химической реакции отверждения. В реакции принимает участие связующее соединяемых поверхностей деталей в зоне сварки.

Установлено, что природа сварки различных отвержденных пластиков в каждом отдельном случае обусловлена механизмом отверждения их связующего. При конденсации отвержденных смол и на любом этапе отверждения в смоле сохраняется некоторое количество реакционно-способных функциональных групп, полное использование которых невозможно, так как поликонденсация является равновесным процессом (заканчивается как только в смоле установится равновесное состояние). Даже тепловая обработка готового изделия при высоких температурах не приводит к использованию всех функциональных групп.

Классификация способов сварки, применяемых для соединения деталей, узлов и конструкций из термопластов

 


Выбор способа сварки зависит от свойств термопластов, типа изделий и конструкций, сортамента применяемых пластмасс и т. д. Как и при сварке металлов, механизированные процессы являются более экономичными при крупносерийном и массовом производстве. Для сварки реактопластов применяют высокочастотную и ультразвуковую сварку (по литературным данным «химическую сварку»).

Сварку пластмасс газообразными теплоносителями используют в строительстве сравнительно давно, в общем объеме производства сварных изделий и конструкций она занимает одно из первых мест. Этот способ наиболее универсален и маневрен, он нашел применение при изготовлении изделий и крупноразмерных заготовок в заводских условиях, а также в построечных условиях при монтаже сварных пластмассовых конструкций.

Сваркой газообразными теплоносителями выполняют все сварные соединения: встык, внахлестку, впритык (тавровые соединения), угловые, торцовые, с накладками, пробочные, отбортованные (совмещенные, стыковые, боковые), X-образные, V-образные, U-образные й др. Исходя из объемов производства сварных пластмассовых изделий и конструкций и их конструктивных особенностей, применяют те или иные виды сварки газообразными теплоносителями — ручную, полуавтоматическую, автоматическую с использованием приспособлений, способных эффективно работать с высокопроизводительным оборудованием. Сварные соединения чаще всего образуются за счет применения присадочных материалов. Беспрутковая сварка газообразными теплоносителями применяется для сварных конструкций из пленок. Для сварки пластмассовых листов этот способ пока не нашел большого практического применения. Хотя сварка газообразными теплоносителями по сравнению с другими способами менее производительна и экономична, она и в будущем будет применяться в строительстве в значительных масштабах там, где нельзя использовать более совершенные способы сварки: при изготовлении изделий из листовых пластмасс, выполнении потолочных и горизонтальных швов в монтажных условиях и т. д.

На второе место по масштабам применения в строительстве следует отнести контактную сварку, объем которой в выпуске сварных изделий и конструкций из пластмасс и материалов, покрытых пластмассами, довольно быстро увеличивается. В отличие от сварки газообразными теплоносителями при контактной сварке сварные швы образуются за счет соединения основного материала, в силу чего сварка выполняется без присадочных прутков и накладных полос.

Крупным преимуществом контактной сварки является также и то, что она легко поддается механизации и автоматизации.

При этом способе детали свариваются встык, внахлестку, вторец бесскосным соединением, при котором свариваемые кромки деталей в зоне сварки не скашиваются, т. е. без разделки кромок под сварку, за счет чего снижаются трудозатраты на выпуск сварных изделий и конструкций.

Разработка сварочных машин для термоимпульсной сварки значительно увеличила применение контактной сварки.

Высокочастотная сварка пластмасс и материалов, покрытых пластмассами, в общем выпуске сварных изделий и конструкций занимает третье место.

Этот способ сварки довольно широко применяется для нанесения на поверхности изделий букв, цифр, рисунков, орнаментов и т. д. Высокочастотная сварка — весьма эффективный способ изготовления изделий. При этом способе сварки обеспечивается быстрый нагрев деталей в зоне сварки и образование сварного шва с значительной скоростью.

При высокочастотной сварке, так же как и при контактной сварке, детали соединяются встык и внахлестку.

Ультразвуковую сваркусварку трением и инфракрасным излучением применяют в строительстве в незначительных объемах. Наиболее перспективной является ультразвуковая сварка, которая обеспечивает при прочих равных условиях наиболее высокую производительность и сварку деталей малой толщины с деталями большой толщины.

 Пластмассы Использование пластмасс в строительстве.  Сварка пластмасс газообразными теплоносителями
Также по теме:

Сварка пластмасс

Подробности
Подробности
Опубликовано 25.05.2012 15:45
Просмотров: 21503

В настоящее время широко используются различные пластмассы. Обладая целым рядом ценных свойств (достаточная прочность, антикоррозионность, стойкость против химически агрессивных сред, теплостойкость и др.), пластмассы получают большое применение в самых различных отраслях народного хозяйства не только как заменители дефицитных материалов, но и как основные конструкционные материалы.

Основные виды пластмасс, применяемые в технике, следующие:

Фенопласты — пластические материалы на основе фенолоальдегидных смол. В зависимости от соотношения фенола и альдегида, а также технологии изготовления получают либо термореактивные (резольные смолы), либо термопластические (новолачные смолы) материалы. Важной особенностью фенолоальдегидных смол является их способность в сочетании с различными наполнителями образовывать пластмассы с повышенными прочностными, диэлектрическими, антикоррозионными и другими свойствами. В качестве наполнителей применяют порошкообразные, волокнистые и слоистые материалы. ГОСТ 5689-73 предусматривает фенопласты общетехнического назначения, электроизоляционные, жаростойкие, волокнистые, фрикционные и др. Детали из фенопластов изготовляют методом горячего прессования при температурах 150 … 200° С и давлении ~15 … 120 МПа (150 … 1200 кгс/см2). При этом получают готовые изделия, не требующие механической обработки. Фенопласты из резольной смолы с порошкообразным наполнителем широко применяют в промышленности. Например, для изготовления кислотостойких труб, ванн и деталей коммуникаций используют ораолит (наполнитель-асбест, кварцевый песок или графит). Для получения изделий общетехнического назначения в качестве наполнителя применяют древесную муку. Большое количество деталей радиотехнических изделий, электронной аппаратуры и электротехнических приборов успешно изготовляют из фенопластов с различными порошкообразными наполнителями.

Из материалов с волокнистым наполнителем большое применение получили волокниты, текстолит-крошка и стекловолокнит. Они применяются для изготовления деталей, работающих на изгиб и кручение и требующих хороших механических и антифрикционных свойств (шестерни, втулки, ролики, кулачки, вкладыши подшипников и др.). Из слоистых пластиков в промышленности большое распространение получили текстолит (наполнителем служит хлопчатобумажная ткань), древесные слоистые пластики ДСП (наполнитель-древесный шпон) и гетинакс (наполнитель — сульфатная бумага). Эти пластмассы обладают большей прочностью, чем волокнистые.
Особенно высокой прочностью обладает текстолит. Его применяют для изготовления шестерен, подшипников, вкладышей и других нагруженных деталей.
ДСП используют в машиностроении как конструкционный и антифрикционный материал.
Гетинакс используют в качестве электроизоляционного материала для деталей электрооборудования.

Аминопласты — термореактивные пластические материалы на основе карбамидно-формальдегидных или меламино-формальдегидных смол. Они бесцветны, прозрачны и могут быть окрашены в любые (особенно светлые) тона с помощью красителей. В качестве наполнителей применяют сульфидную целлюлозу (аминопласт, меланит), хлопковую целлюлозу (мелаволокнит), асбест, тальк и др.
Изделия из аминопластов получают методами горячего и холодного прессования при различных режимах.
Например, при изготовлении деталей из аминопласта температура прессования 135… 145° С, давление 10,5 … 42 МПа (105 … 420 кгс/см2), время выдержки 1 мин на 1 мм толщины изделия.
Аминопласты применяют, главным образом, для изготовления электроарматуры, радиодеталей, отделки магазинов, ателье, кают пароходов, железнодорожных вагонов и т. д. Большое распространение получили аминопласты при изготовлении предметов народного потребления (посуда, канцелярские и галантерейные товары и др.).

Полиэтилен — высокомолекулярный продукт полимеризации этилена. Он является кристаллическим полимером со степенью кристаллизации от 55 до 92% (в зависимости от метода получения). Полиэтилен-термопластичный материал. Изделия из него могут быть изготовлены методом литья (под давлением, центробежным литьем), штамповкой (при температуре 120 … 135° С) и прессованием. Он обладает высокой химической стойкостью к агрессивным средам и является хорошим диэлектриком. Применяется при изготовлении подводных, силовых и радиочастотных кабелей в качестве изоляции. Большое применение получил полиэтилен при изготовлении различного оборудования химической промышленности методом прессования и сварки (трубы, цистерны, плиты, фитинги, профили, тонкостенные детали и др.)

Винипласт — жесткий материал, получаемый путем обработки непластифицированного поливинилхлорида со стабилизаторами и смазывающими веществами при температуре 160 … 180° С. Он обладает большой прочностью, твердостью, хорошими диэлектрическими свойствами и высокой химической стойкостью. Винипласт легко подвергается различной механической обработке, сварке, склеиванию. Винипласт получил большое применение в различных отраслях народного хозяства, особенно в химической промышленности. Из винипласта изготовляют трубы, вентили, краны, фитинги.
Винипластовые пленки применяют для футеровки металлической аппаратуры, электролизных ванн, изготовления различного химического и лабораторного оборудования.

Полистирол — продукт полимеризации стирола. Легко перерабатывается в изделия, как и обычные термопласты. Он отличается очень хорошими диэлектрическими свойствами, прозрачен, водостоек, морозостоек. Недостатками полистирола являются низкая теплостойкость, горючесть и хрупкость. Полистирол служит материалом для изготовления радио-и электроаппаратуры, высокочастотных приборов и химической аппаратуры. Его применяют также для изготовления электроизоляционных пленок, нитей и упаковочной пленки. Полиакрилаты — группа полимеров на основе производных акриловой и метакриловой кислот. Они производятся путем полимеризации мономерных эфиров. Наибольшее применение получили листовые акриловые материалы (органическое стекло различных марок). Кроме того, выпускают заготовки в виде стержней, труб, листов и материалов для изготовления деталей прессованием или литьем под давлением.

Органическое стекло ПММА — полиметилметакрилат — отличается высокой светопроницаемостью, удовлетворительными прочностью и твердостью. Важной особенностью органического стекла является его способность почти полностью пропускать ультрафиолетовые лучи. Следует также отметить хорошие технологические свойства: обрабатываемость сверлением, фрезерованием, штамповкой, сваркой. Некоторые марки органического стекла перерабатывают в изделия литьем под давлением. Применяют органическое стекло для остекления, изготовления изделий технического назначения в приборостроении, машиностроении и других отраслях промышленности. Полихлорвиниловый пластикат получают из поливинилхлорида, наполнителей и красителей. Наполнители повышают механическую прочность пластиката и снижают его стоимость.
Для повышения гибкости и пластичности, а также хорошего смещения составляющих в смесь дополнительно вводят до 30 … 60% пластификатора (дибутилфталата). Обработкой такой смеси на вальцах получают мягкий листовой материал толщиной от 0,1 до нескольких миллиметров.
Пластикат используют как футеровочный и электроизоляционный материалы, а также для изготовления труб с толщиной стенки 0,3 … 10 мм. В строительстве поливинилхлорид идет для производства полихлорвинилового линолеума, полихлорвиниловой пленки и др.

 

Способы сварки пластмасс

Сварка пластмасс заключается в нагреве свариваемых кромок до пластического вязко-текучего состояния и соединения их под некоторым давлением.

Применяются следующие способы сварки пластмасс:

Сварка нагретым газом

Свариваемые кромки детали и присадочный материал нагревают до температуры сварки струей горячего воздуха или газа. Для нагрева воздуха (газа) используют специальные электронагреватели или газовые горелки. На рисунке представлена схема сварки этим способом стыкового соединения с присадочным прутком. Свариваемые кромки детали и присадочный пруток с помощью горелки нагревают до получения тонкого вязко-текучего поверхностного слоя. Присадочный пруток вдавливается в разделку шва, нагретые слои материала слипаются и присадочный пруток образует сварной шов. При сварке толстого материала в разделку шва последовательно укладывают несколько нагретых присадочных прутков, как показано на рисунке. Подготовка кромок к сварке заключается в скашивании их под углом 60° при сварке стыковых и нахлесточных соединений. Для получения полного провара необходимо у вершины шва оставить зазор 0,4… 0,5 мм. Сварку без скоса кромок применяют для соединения листов толщиной менее 4 мм. При большой толщине применяют V-образные и Х-образные разделки кромок шва. При этом Х-образные формы более прочны. В процессе сварки по мере размягчения поверхностей свариваемых кромок и присадочного прутка необходимо непрерывно вжимать пруток в основание разделки под небольшим, но постоянным давлением.

При сварке мягких термопластов (полиэтилен и др.) присадочный пруток вводят под тупым углом, чтобы обеспечить достаточное давление на свариваемые кромки. При сварке жестких термопластов (винипласт, органическое стекло и др.) пруток вводят в разделку шва почти под углом 90° к шву. Полиэтилен и полистирол при сварке нагревают горячим газом или воздухом до температуры не выше 160 … 180°С. Органическое стекло рекомендуют сваривать струей воздуха, нагретого до 200 …220° С. Присадочным материалом служат прутки площадью сечения от 7 до 12 мм2. Допускается использование сварочных прутков из винипласта (диаметром от 3,0 до 5,0 мм). Винипласт сваривают в размягченном (вязко-текучем) состоянии при температуре 220… 240° С. Присадочным материалом служат сварочные прутки диаметром до 5 мм из пластифицированного винипласта. Процесс сварки осуществляется путем размягчения прутков и сцепления их с основным материалом.

Для сварки пластмасс толщиной от 2 до 25 мм этим способом применяют горелки ГГП-1-66. Теплоносителем является воздух в смеси с продуктами сгорания пропан бутановой смеси. Масса горелки 0,6 кг. Горелка ГЭП-1А-67 работает на основе электроподогрева теплоносителя — газа (воздух, азот и др.). Для этого на пути движения газа в корпусе горелки установлена электроспираль. Масса горелки 0,68 кг. Этим способом можно сваривать детали любых размеров и различной конфигурации. Простота оборудования и технологии сварки позволяют применять этот способ при самых различных строительно-монтажных работах. При сварке следует учесть, что пластмассы имеют высокий коэффициент температурного расширения (в 4 … 6 раз больше металлов). Это вызывает опасность возникновения относительно больших внутренних напряжений в сварном шве, ослабляющих сварное соединение и вызывающих коробление свариваемых деталей. Для получения хорошего сварного шва рекомендуется применять небольшие площади сечения струи нагретого газа (диаметр струи 3 … 5 мм), а также различные фиксирующие приспособления.

Сварка контактным нагревом

При этом способе нагрев свариваемых поверхностей производят при помощи электронагревательных элементов. Нагретый элемент устанавливают между свариваемыми поверхностями и доводят их до вязко-текучего состояния. Затем нагревательный элемент удаляют, а свариваемые поверхности соединяют сдавливанием. При сварке пленочных пластмасс нагревательным элементом может служить устройство в виде электроутюга, нагревательного ролика или валика. Пленки соединяют внахлестку и разогревают до определенной температуры. Этим способом сваривают пленки толщиной не более 2 мм, так как низкая теплопроводность затрудняет нагрев пластмасс до нужной температуры. Этот способ сварки годен как для мягких, так и для жестких полимеров. Однако он требует большего времени на нагрев элемента, регулировку температуры и охлаждения шва (под давлением) после сварки.

Сварка токами высокой частоты

Нагрев свариваемых деталей производят в высокочастотном электрическом поле. После разогрева кромок до пластического состояния их сдавливают для получения прочного соединения. Этот способ очень экономичен и широко распространен в промышленности. Наибольшее применение получила сварка высокочастотным током изделий из поливинилхлоридных пластиков. Например, для сварки винипласта применяют токи частотой 60 … 75 МГц. Толщина свариваемого материала от 0,5 до 2 мм. При меньшей толщине большая часть теплоты расходуется непроизводительно на нагрев прижимающих электродов. Производительность сварки в 5 … 10 раз выше рассмотренных ранее способов. Для шовной сварки пластмассовых пленок и лент применяют специальные сварочные машины ЛГС-02, МСТ-ЗМ и др. Свариваемый материал прокатывают между двумя вращающимися роликами-электродами, к которым подключен высокочастотный ток. Сварка обеспечивает получение непрерывного, прочного и герметичного шва. Нахлесточные соединения можно сваривать без скоса и со скосом кромок под углом 45°. Ширину шва выбирают в пределах 2 … 4 мм, скорость сварки достигает 3 м/мин.

Сварка трением

Осуществляется путем нагрева свариваемых кромок деталей до пластического состояния теплотой, выделяющейся при трении поверхностей этих кромок друг о друга. Для сварки одну часть детали закрепляют в патроне токарного или сверлильного станка и после вращения прижимают ко второй части детали, закрепленной неподвижно в специальном приспособлении. Поскольку термопласты имеют плохую теплопроводность трущиеся поверхности быстро нагреваются. Давление сжатия в зависимости от материала составляет 0,2 … 1 МПа (2 … 10 кгс/см2). Такой способ сварки не требует подготовки поверхности, так как пленка и грязь вытесняются при сварке.

Преимуществом этого способа является быстрота сварки. В зоне трения температура быстро повышается, обеспечивая моментальную сварку, в то время как температура материала около зоны соединения почти не изменяется. Однако этим способом можно сваривать только тела вращения. Кроме того, необходимость обеспечения давления для сварки делает этот способ применимым для жестких термопластов. На рисунке представлена принципиальная схема установки и способы получения сварных соединений из сплошного и полого материалов.

Сварка ультразвуком

Производится посредством нагрева свариваемых кромок под действием ультразвуковых колебаний. Ультразвуковая сварка является более универсальным способом даже по сравнению с высокочастотной электросваркой. Ее применяют для соединения большого количества разнообразных пластических материалов. Однако If в настоящее время этот способ находится в стадии исследования. Уже разработана ультразвуковая сварка ряда пластиков толщиной более 0,1 мм. Следует ожидать, что в ближайшие годы сварка ультразвуком станет одним из основных способов сварки термопластиков.


Читайте также

Добавить комментарий

7 Основные преимущества вибрационной сварки пластмасс


При рассмотрении процесса сварки термопластов для вашего проекта вам доступно несколько вариантов. Выбор, который вы в конечном итоге сделаете, будет зависеть от нескольких факторов; включая бюджет, временные ограничения, размер вашего продукта, материал, совместный дизайн и требования к конечному продукту.

Вибрационная сварка пластмасс — это экономичный и высокоэффективный процесс, который имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с другими методами.В этой статье объясняются семь наиболее важных факторов с точки зрения проектирования и проектирования:

1) Расходные материалы не требуются

Вибрационная сварка пластика не требует дополнительных расходных материалов, кроме самого аппарата. Таким образом, не нужно иметь дело с растворителями, клеями или скрепляющими средствами, которые могут представлять дополнительный риск и усложнять процесс соединения.

2) Подходит для любой формы соединения

Вопреки распространенному заблуждению, согласно которому вибрационная сварка подходит только для плоских швов, современные инструменты могут быть разработаны для обработки сложных форм.Вибрационная сварка может быть успешно использована для сварки деталей неправильной или изогнутой формы, если профиль сварки составляет 10° или менее.

3) Совместим почти со всеми термопластичными полимерами

Практически любой тип термопласта можно сваривать с помощью вибрационной сварки, что делает этот метод чрезвычайно универсальным. Кроме того, это эффективный вариант, когда вам нужно сварить два разных, но совместимых материала вместе с бесшовным соединением.

4) Вентиляция не требуется

Некоторые методы сварки пластмасс производят много дыма, который необходимо тщательно удалять из производственной зоны.Поскольку при вибрационной сварке используется трение, а не внешний источник тепла, процесс почти не выделяет дыма. Таким образом, вы можете безопасно использовать машины для вибрационной сварки на своей производственной линии с минимальной вентиляционной инфраструктурой.

5) Экономичный

Вибрационная сварка является экономичным методом сварки по нескольким причинам. Во-первых, нет необходимости покупать дополнительные материалы и растворители. Во-вторых, выход энергии меньше, чем у других технологий, так как вам не нужно тратить энергию на постоянный нагрев конфорок.Это делает его чистым и экологически устойчивым вариантом, а также более дешевым, чем другие методы. В-третьих, вибрационная сварка отличается коротким циклом, что приводит к повышению производительности и снижению затрат на единицу продукции — и все это со стабильно надежными результатами.

6) Универсальность

Машины для вибрационной сварки

могут использоваться для обработки деталей от очень маленьких до довольно больших. Более крупные машины, такие как вибрационный сварочный аппарат Cemas 999, имеют отверстие 1700 мм, что позволяет обслуживать крупные компоненты.Для небольших деталей больше подходит вибрационный сварочный аппарат 901, который имеет 7 стандартных типоразмеров и множество настраиваемых опций, поэтому всегда найдется машина, подходящая для вашего применения.

Для крупносерийного производства также можно сваривать несколько деталей за одну операцию с использованием инструментов с несколькими полостями, что повышает производительность.

7) Подходит для массового производства

Инструменты для вибрационной сварки легко интегрируются в автоматизированные производственные и сборочные линии. В сочетании с их относительно низкими затратами на приобретение и эксплуатацию вы получаете машину, идеально подходящую для сварки в массовом производстве.

Ассортимент вибрационных сварочных аппаратов Cemas в стандартной комплектации имеет раздвижную переднюю дверь и возможность установки задней раздвижной двери, что делает их идеальными для погрузки/разгрузки роботов.

На изображении вид изнутри аппарата для вибрационной сварки 912ir с предварительным инфракрасным нагревом. Инфракрасные зеркала входят с левой и правой стороны, оставляя заднюю часть аппарата свободной для разгрузки роботом через раздвижную дверь. Этот проект по сварке задних фонарей также был выполнен с использованием многорезонаторного инструмента с 4 зубьями.

Ваше БЕСПЛАТНОЕ руководство по вибрационной сварке пластмасс

Для получения сравнительного руководства по коммерческим методам сварки и сравнения вибрационной сварки загрузите наше бесплатное Руководство по вибрационной сварке с нашего веб-сайта сегодня. Электронная книга была написана нашими инженерами, чтобы объяснить, как вибрационная сварка может помочь вам повысить эффективность и сократить расходы на ваш инженерный проект. Если у вас есть дополнительные вопросы, свяжитесь с нашей командой, и мы обсудим, как наш ассортимент инструментов для вибрационной сварки CEMAS может быть полезен для вашего бизнеса.

Преимущества сварки пластмасс

Использование пластика в производстве в настоящее время чрезвычайно распространено, и с появлением 3D-печатных объектов все больше производителей обращаются к пластмассам для своих производственных нужд.

В результате мы также наблюдаем увеличение количества печати отдельных пластиков, которые необходимо соединять вместе в процессе производства. В таких случаях можно использовать клеевое соединение или механическое крепление.Однако эти методы не всегда могут создать прочные и постоянные связи.

К счастью, для соединения различных пластиковых компонентов можно использовать один из нескольких доступных методов сварки пластика, который также может иметь явные преимущества по сравнению с другими методами склеивания.

Что такое сварка пластмасс?

Сварка пластмасс, наряду с клеевым соединением и механическими креплениями, является одним из трех основных методов, используемых для соединения пластмасс. Как и при сварке металлов, в пластике используется один из нескольких различных методов для постоянного соединения двух пластиков на молекулярном уровне.

Доступны различные виды сварки пластмасс. Некоторыми из наиболее часто используемых являются ультразвуковая, лазерная, горячая плита и несколько различных видов вибрационной сварки. В каждом из этих различных типов к области соединения прикладывается энергия — посредством трения, ультразвуковой вибрации, лазерного излучения и т. д. — плавление пластика.

После того, как оба пластика остынут, они соединяются в единую деталь без использования клея или механических креплений.

Когда сварка пластика лучше подходит

В некоторых случаях сварка пластика будет лучшим доступным методом соединения двух пластиков.

Сварка также может стать альтернативой механическим креплениям при соединении пластмасс, которые трудно склеить растворителем, таких как некоторые термопласты, фторполимеры и полиоксиметиленовые смолы, также известные как ацеталевые или полиацеталевые смолы.

При сварке двух разных пластиков со сложной геометрией или необычным углом склеивания растворители и механические крепления не всегда подходят. Однако для создания сварных швов можно использовать несколько различных типов сварки пластика, даже между двумя компонентами со сложной или громоздкой геометрией.

Может быть сложно установить водонепроницаемое или воздухонепроницаемое соединение на пластиковом объекте с помощью клея. Механические крепления, очевидно, также могут быть проблематичными, если вам нужна герметичная пломба. В таких случаях альтернативой может стать сварка пластика.

Сварные объекты также могут быть легче, чем объекты, соединенные другими методами. Застежки, особенно сделанные из плотных материалов, таких как металл, могут значительно увеличить вес готового изделия.Поскольку сварка пластика не добавляет массы объектам, компоненты, соединенные этим методом, будут легче, чем те, которые соединяются крепежными деталями.

Другие преимущества сварки пластмасс

Сварка пластмасс

также может предложить некоторые уникальные преимущества, которые делают ее лучшим вариантом склеивания, даже в ситуациях , когда могут быть пригодны крепежные детали и клеевое соединение.

Сварка пластика может потребовать меньшей подготовки поверхности области, которая будет склеена, по сравнению с клеевым соединением.Некоторые методы сварки также не требуют времени отверждения после завершения процесса, в отличие от клеевых соединений, которым требуется время для отверждения и схватывания. При сварке пластика вам также не нужно будет следить за запасом расходных материалов для склеивания, таких как растворитель или отдельные крепежные детали. Пока сварочный аппарат исправен, вы сможете продолжать работу.

Производители также могут использовать сварку пластика для создания более эстетичных соединений. Растворители и механические застежки почти всегда будут видны на готовом изделии и, в зависимости от расположения застежек, могут сделать соединенные пластмассы менее эргономичными или немного менее приятными для удержания.Например, при сварке горячим воздухом можно создавать тонкие сварные швы, а также воздухонепроницаемые или водонепроницаемые. Лазерная сварка может использоваться для соединения сложных форм, создавая едва заметные соединения.

Сварка также может упростить процесс переработки пластиковых предметов, поскольку можно сохранить предмет из мономатериала. При использовании других методов соединения добавление растворителя или механического крепежа из другого вещества может потребовать разделения материалов, прежде чем их можно будет переработать. Этот процесс часто сложен или невозможен для компаний, занимающихся переработкой отходов, что привело к тому, что некоторые производители стали использовать в своих объектах сварку пластика, а не металла.

Использование преимуществ сварки пластмасс

Более широкое использование пластмасс в производстве сделало склеивание пластмасс более актуальным, чем когда-либо. Хотя многие производители предпочитают использовать клеевое соединение или механические крепления для соединения двух пластиков, эти методы не всегда обеспечивают подходящее соединение. Часто сварка пластика является лучшим вариантом.

Пластмассовые предметы, сваренные вместе, могут быть легче и легче перерабатываться. Соединения, созданные в процессе сварки, также могут быть менее заметными и более привлекательными с эстетической точки зрения, чем соединения, создаваемые с помощью клея или крепежных изделий.

Меган Р. Николс — технический писатель и блогер, освещающая темы производства и промышленной автоматизации. Она регулярно публикует материалы для таких сайтов, как IndustryWeek, MHL Network и ReadWrite. Подпишитесь на ее в Твиттере.


Вернуться на главную

Назад в раздел Строительство и проектирование


10 основных преимуществ сварки пластмасс

Когда вы работаете инженером или дизайнером, вам может быть интересно, какие варианты соединения лучше всего подходят для продукта, который вы планируете производить.

Существует множество вариантов, от клея до механических застежек, защелок и сварки пластика. У последнего есть несколько преимуществ, о которых вы, возможно, еще не знаете.

  1. Нет необходимости в дополнительных расходных материалах. Когда вы выбираете сварку пластика на пластиковом изделии, нет необходимости вкладывать средства в дополнительные расходные материалы. Вам не нужно беспокоиться о покупке крепежа, растворителей или клея, каждый из которых может добавить сложности и риска в процесс соединения.
  2. можно использовать для соединения любой формы. Хотя вы можете подумать, что сварка пластика подходит только для плоских сварных швов, это не так.Современные технологии позволили использовать сварку пластика для более сложных форм. Это означает, что вы можете легко сваривать изогнутые или неправильные детали.
  3. Работает почти со всеми термопластическими полимерами. Почти все термопласты можно сваривать с помощью сварки пластмасс, что означает, что этот метод очень универсален. Он также предлагает исключительный выбор при сварке двух различных типов материалов для создания бесшовного соединения.
  4. Нет необходимости в вентиляции. Многие виды сварки пластмасс можно выполнять без образования дыма, особенно при использовании вибрационной сварки.Это означает, что вы можете использовать сварочные аппараты на линии, не требуя дополнительной инфраструктуры для вентиляции.
  5. Экономичный вариант — это экономичный метод сварки по многим причинам. Вам не нужно покупать дополнительные растворители, выход энергии ниже и время цикла меньше. Все это в совокупности означает, что вы можете наслаждаться высокой производительностью при более низких затратах на единицу продукции.
  6. Универсальный выбор для сварки. Сварку пластика можно использовать как для мелких предметов, так и для громоздких и больших предметов.Имея так много вариантов, вы можете предположить, что то, что вы хотите сделать, может быть легко выполнено компанией, имеющей опыт сварки. Это также означает, что заказы большого объема могут быть выполнены эффективно.
  7. Идеально подходит для массового производства. Инструменты для сварки пластмасс можно интегрировать в автоматизированные сборочные и производственные линии, что делает их отличным выбором для массового производства. Когда вы сочетаете это с дешевыми эксплуатационными расходами и низкими закупочными ценами, вы получаете вариант, который хорошо подходит для большого количества сварочных работ.
  8. Легче, чем использование механических креплений. Если вы хотите снизить вес продукта, сварка пластика лучше, чем использование металлических креплений.Хотя в некоторых ситуациях можно использовать застежки, они добавляют вес изготавливаемому изделию. Когда вес является приоритетом, сварка с пластиком — лучший вариант, чтобы вещи не были слишком тяжелыми.
  9. Постоянный сварной шов. Если вам нужен постоянный сварной шов, сварка пластика является разумным выбором для ваших нужд. Есть много причин, по которым вы можете выбрать постоянный сварной шов, но одна из них упоминается чаще, чем другие. Когда используется постоянный сварной шов, это означает, что никто не может проникнуть во внутренние компоненты, чтобы вмешаться в них.
  10. Быстрый и чистый процесс. Сварку пластмасс можно выполнять намного быстрее, чем другими методами, что позволяет создавать больше продуктов за более короткий период времени. Это не единственная причина, по которой многие предпочитают этот метод сварки. Кроме того, это чистый процесс, при котором практически не используется сварочный факел. Это делает его более безопасным для тех, кто выполняет работу.

Теперь, когда вы знаете о преимуществах сварки пластмасс, обратитесь к специалистам. Компания, которая заботится об окружающей среде, — это хороший выбор, который может сэкономить вам деньги и время.


12 Преимущества лазерной сварки пластмасс

Введение в процесс и преимущества лазерной сварки пластмасс
За последние 15 лет значительно возросло использование различных пластмасс в производстве. Экономия веса, оптические требования и гибкость — вот лишь несколько причин, по которым устаревшие материалы выходят за рамки привычных, и зачастую пластик остается единственным логичным выбором для удовлетворения требований дизайна.

Как дизайнер или инженер, вы можете обнаружить, что пытаетесь решить, какой метод соединения является правильным для вашего следующего пластикового изделия, и случайно наткнетесь на эту революционную и, казалось бы, «новую» технологию, называемую лазерной сваркой полимеров (также называемую лазерной сваркой пластмасс). .) Что вы можете спросить? Как это работает? Каковы преимущества? Будет ли это работать для моего приложения?

Что это?

Лазерная сварка полимеров может быть определена как: «Метод соединения двух пластиков путем последующей передачи и поглощения лазерной энергии».

Хотя лазерная сварка полимеров на самом деле не является новой технологией, она все еще не так хорошо известна или широко распространена, как устаревшие решения для соединения пластиковых компонентов, такие как склеивание, крепежные детали, защелки и ультразвуковая сварка.Интересно отметить, что немецкая автомобильная промышленность была одной из первых, кто принял эту технологию около 19 лет назад. Несмотря на то, что это была (и остается) революционная технология, потребовалось много лет, чтобы другие отрасли переняли ее. Я полностью уверен, что на современном рынке производители медицинского оборудования и компании, производящие бытовую электронику, больше всего выиграют от внедрения лазерной сварки полимеров.

Как это работает?

Когда два пластика плотно сжаты вместе, лазерный луч в диапазоне 1000 нм проникает в верхний слой и поглощается нижним слоем, который, в свою очередь, нагревается лазерной энергией и передает это тепло верхнему слою, в результате чего оба пластика расплавление и смешивание с образованием связи, практически такой же прочной, как и основной материал.

Ключевые преимущества лазерной сварки пластика или полимера (конечно, среди прочего):

  1. Точный контроль области сварки
  2. Эстетически привлекательные сварные швы – визуальные качества на поверхностях «класса А»
  3. Возможность соблюдения более жестких допусков в процессе соединения
  4. Отсутствие повреждения окружающих материалов или чувствительной электроники
  5. Совершенно гигиеничный метод склеивания – не образуются частицы
  6. Возможность миниатюризации конструкций
  7. Соединение трехмерных и сложных форм
  8. Удаление дорогостоящих и громоздких деталей
  9. Исключение расходных материалов – крепежа, клея и т.д.
  10. Значительное улучшение качества
  11. Прочность склеивания почти такая же, как у основного материала
  12. Более низкая совокупная стоимость владения – целостный подход
Лазерная полимерная сварка превосходит другие технологии соединения…

Будет ли это работать для моего приложения?

Учитывая столь привлекательные преимущества лазерной сварки пластмасс, приведенные выше, довольно часто инженеры задаются вопросом, сможет ли лазерная полимерная сварка заменить их текущее решение для соединения в продукте, который уже находится в массовом производстве.В этих случаях я советую им, что если текущее решение для соединения работает и нет распространенных проблем, таких как осадки чрезмерного качества или косметические неровности, то лазерная полимерная сварка может быть не лучшим подходом из-за относительно высокой стоимости ее реализации. это поздно в игре.

Настоятельно рекомендуется, чтобы дизайнеры и инженеры обращались к эксперту задолго до того, как проект будет заморожен, чтобы они могли получить надлежащее руководство по проектированию соединения, свариваемого лазером, и исключить вероятность дорогостоящих ошибок.

Для тех, кто исследует лазерную сварку полимеров для внедрения в новый продукт, который не был разработан в замороженном виде, было бы полезно рассмотреть следующие пункты:

  • Объемы деталей, как правило, должны превышать 150 тыс. в год, или это должны быть детали с очень высокой стоимостью
  • Конечное место производства продукции
  • Концепция производственной линии – автоматизированная или операторская
  • Имеется ли местная или региональная поддержка для разработки, работы с приложениями и массового производства?
  • Внедрение модели общей стоимости владения

Я хотел бы завершить эту статью следующим:

Если есть необходимость устранить проблемы с качеством и миниатюризировать конструкции, избегая при этом повреждения чувствительной электроники… Лазерная сварка полимеров — правильный выбор для вашей конструкции!

Спасибо, что прочитали.НАЖМИТЕ ЗДЕСЬ, чтобы загрузить руководство по проектированию лазерной сварки пластмасс.

Руководство для начинающих по сварке пластмасс

Когда мы видим слово «сварка», мы обычно думаем о соединении металлов, таких как сталь. Но металл — не единственный материал, который можно сваривать. Здесь на помощь приходит сварка пластика.

Если вы ищете руководство для начинающих по сварке металлов – нажмите здесь

 

Что такое сварка пластмасс?

Сварка пластмасс — это процесс создания связи между термопластами.Любой сварной шов состоит из 3 основных этапов; Прессование, нагрев и охлаждение. Процессы сварки пластмасс различаются процессами нагрева. Получение хорошего сварного шва зависит не только от методов сварки, но и от основных материалов, поэтому оценка свариваемости чрезвычайно важна для пластмасс.

Как работает сварка пластика?

Существует 6 методов, которые обычно используются для сварки пластмасс, выбор метода зависит от множества факторов, таких как; желаемый материал, геометрия и размер, возможности процесса, объем и время цикла.

Сварка пластика используется в самых разных отраслях промышленности, например, в автомобильной промышленности бамперы, корпуса аккумуляторов и брызговики являются примерами компонентов, которые были собраны с помощью сварки пластика.

Каждый метод имеет множество преимуществ и недостатков в зависимости от окружающей среды и используемых металлов.

 

Ультразвуковая сварка

Ультразвуковая сварка включает передачу высокочастотной энергии через детали для соединения термопластичных материалов.

Преимущества:

  • Ультразвуковая сварка может применяться для различных комбинаций материалов.
  • Низкое энергопотребление
  • Короткое время сварки

Недостатки

  • Инвестиции — базовый ультразвуковой сварочный аппарат может стоить более 12 000 фунтов стерлингов
  • Ограничено соединениями внахлестку

 

Лазерная сварка

Laser IRAM основан на идее прохождения лазерного излучения через один пластиковый компонент и разработки второго компонента для поглощения лазерного излучения.Это поглощение приводит к нагреву и плавлению пластика, а с помощью регулируемого зажима детали впоследствии соединяются.

Преимущества:

  • Может нагревать всю поверхность сварки, а не отдельное место.
  • Чистые сварные швы – ваша работа будет иметь чистый вид
  • Процесс быстрой сварки

Недостатки

  • Риски для здоровья и безопасности при работе с радиацией
  • Требуется обширное обучение
  • Дорогие затраты на оборудование.

 

Линейная вибрационная сварка

При этом используется тепло трения, образующееся на стыке двух свариваемых деталей, для расплавления пластика. Тепловая энергия достигается за счет перемещения одной детали относительно сопряженной с ней детали под давлением на заданное смещение или амплитуду. Как только пластик плавится, вибрация прекращается, и на сварной шов оказывается давление, позволяющее ему остыть и затвердеть вместе.

 

Преимущества

  • Дополнительные материалы не требуются
  • Минимальная подготовка поверхности
  • Высокая энергоэффективность

 

Недостатки

  • Должна быть плоская горизонтальная сварочная поверхность
  • Материалы, которые можно сваривать этим методом, ограничены
  • Дорогостоящее оборудование

 

Орбитальная вибрационная сварка

Орбитальная сварка — это процесс сварки трением.Верхняя секция при орбитальной сварке вибрирует с постоянной скоростью при круговом движении во всех направлениях. Это движение генерирует тепло, которое поднимает пластик до точки плавления. Как только достигается эта точка плавления, вибрация прекращается, позволяя пластмассам охлаждаться и затвердевать вместе.

 

Преимущества

  • Используется для сварки очень тонких материалов
  • Может сваривать нестандартные формы

 

Недостатки

  • Не может использоваться для многих продуктов из-за высокой чувствительности

 

Сварка вращением

Сварка вращением, как следует из названия, соединяет детали из термопластов с круговой зоной соединения под давлением с помощью кругового вращательного движения.Один из основных материалов удерживается неподвижно, а другой вращается против него. Тепло от трения заставляет поверхности плавиться и соединяться друг с другом, затем им дают остыть и затвердеть.

 

Преимущества

  • Очень простой процесс, требующий меньше навыков по сравнению с другими методами
  • Посторонние материалы не требуются
  • Высокая энергоэффективность с небольшим избыточным тепловыделением
  • Почти все термопласты можно сваривать

 

Недостатки

  • Один из материалов должен быть круглым
  • Высокая стоимость установки
  • Конструкция соединения ограничена
  • Необходим высокий уровень подготовки

 

Сварка горячей пластиной

Сварка горячей пластиной — это метод прямой термической сварки, в котором используется нагретая плита для соединения основных материалов.Это позволяет соединять материалы сложной формы, так как соединение может быть изогнутым.

 

Преимущества

  • Используется для крупных компонентов
  • Выпускаются высокопрочные связки
  • Короткое время цикла для каждого сварного шва

 

Недостатки

  • Нельзя использовать на очень тонких материалах
  • Высокие эксплуатационные расходы
  • Для оборудования требуется высокий уровень обслуживания/обслуживания

 

 

Преимущества и недостатки сварного соединения

Сварка — это один из видов процесса неразъемного соединения, при котором два или более твердых компонента могут быть соединены в единое целое.Существует множество других процессов присоединения, включая несколько постоянных процессов присоединения и множество процессов присоединения временных. Помимо сварки, заклепочное соединение и клеевое соединение также являются процессами неразъемного соединения. Среди процессов временного соединения обычно используются застежки, шплинты, шарнирные соединения и т. д. Несмотря на наличие множества альтернативных процессов, сварка имеет много преимуществ перед другими. Плюсы и минусы сварного соединения обсуждаются в следующих разделах.

Сварное соединение является неразъемным соединением — Принципиально неразъемные соединения не позволяют демонтировать соединяемые детали без их разрыва.Таким образом, соединенные компоненты можно плотно удерживать без сбоев или утечек.

Превосходная прочность соединения — Прочность прочного сварного соединения аналогична прочности исходных компонентов; иногда даже больше. По эмпирическому правилу прочность сварного соединения принимают за 100 %.

Герметичное соединение — Сварное соединение обеспечивает полностью герметичное соединение при правильном выполнении сварки.

Нет необходимости сверлить отверстия в основных деталях — В случае заклепочного соединения (другой процесс постоянного соединения) необходимо просверливать отверстия в основных компонентах, что значительно снижает прочность основных компонентов.Сварное соединение не требует сверления таких отверстий на основных деталях, за исключением подготовки кромок (которые постоянно заполнены присадочным металлом, поэтому фактическая прочность не снижается).

Высокая несущая способность — Поскольку прочность сварного соединения аналогична прочности основных деталей, несущая способность сварных деталей остается неизменной до и после соединения.

Возможность изменения механических свойств — Путем использования соответствующего наполнителя, защитного газа и покрытия электрода различные механические свойства наплавленного валика могут быть улучшены до желаемого уровня.

Сварные узлы легче — По сравнению с заклепочным соединением (которое требует дополнительных хомутов, заклепок и т. д.) сварные соединения имеют меньший вес. Читайте: Разница между сварным соединением и заклепочным соединением.

Можно соединять различные формы —Возможность соединения различных форм, включая пластины, стержни, листы и т. д., делает процесс сварки уникальным среди различных процессов соединения.

Соединение разнородных металлов — Также возможно соединение двух или более разнородных металлов с применением наполнителя или без него.Однако соединение разнородных металлов требует дополнительных мер предосторожности.

Возможность соединения пластмасс —Помимо металлов, пластмассы также можно сваривать различными способами.

Изменение металлургических свойств —Поскольку во время сварки опорные плиты нагреваются до повышенной температуры, а затем охлаждаются до комнатной температуры, вокруг сварного шва (зона термического влияния — ЗТВ) происходят металлургические изменения. Чаще всего такие изменения нежелательны.

Возникновение остаточных напряжений — Из-за неравномерного нагрева и охлаждения в сварных конструкциях возникают остаточные напряжения.Такое остаточное напряжение обычно нежелательно, так как резко снижает несущую способность сварных конструкций.

Деформация компонентов — Неравномерный нагрев и охлаждение также связаны с деформацией сочленяемых конструкций, что приводит к неточности размеров и, таким образом, к браку деталей.

Плохая способность выдерживать вибрацию — Сварные соединения подвержены вибрации и, таким образом, выходят из строя при длительном использовании в условиях вибрации. В таком случае предпочтительны заклепочные соединения.

Проверка затруднена —Проверка наличия дефектов в сварных соединениях является немного сложной задачей и требует сложных методов контроля (неразрушающий контроль), которые обычно являются более дорогостоящими.

Положительные и отрицательные стороны ультразвуковой сварки

Соединение формованных пластиковых деталей может оказаться сложной задачей. Клеи, болты и припой эффективны лишь настолько, что часто приводят к некрасивым соединениям, требующим доработки. Лучший способ обойти эти проблемы — использовать метод, называемый ультразвуковой сваркой.

Ультразвуковая сварка часто является лучшим выбором для сварки формованных пластиковых деталей. Используя высокочастотные ультразвуковые акустические колебания, ультразвуковая сварка эффективно соединяет материалы быстрым, безопасным и надежным способом. В результате многие отрасли промышленности предпочитают использовать ультразвуковую сварку для своих термопластичных применений. Хотя это не подходит для всех областей применения, если ваша производственная компания работает с термопластами, важно знать, что такое ультразвуковая сварка, каковы ее преимущества и недостатки и какую пользу ваша компания может извлечь из внедрения ультразвуковой сварки в свои операции.

Что такое ультразвуковая сварка?

Ультразвуковая сварка, также известная под аббревиатурой USW, представляет собой метод сварки, в котором для сварки двух деталей используется ультразвуковая вибрация. Вместо использования тепла в процессе ультразвуковой сварки используется энергия механической вибрации ультразвуковой частоты на заготовке, вызывая деформацию материала и создание твердотельного сварного шва. Процесс работает следующим образом:

  1. Установка: Две соединяемые детали собираются в приспособлении.Приспособление, также известное как наковальня или гнездо, удерживает эти детали на месте во время процесса сварки.
  2. Контакт рупора: Когда две части размещены, рупор, также известный как сонотрод, соприкасается с верхней частью детали, прижимаясь к приспособлению. Рог — это часть, которая передает механическую вибрацию на две свариваемые детали.
  3. Приложенное давление: Когда рупор и детали установлены, давление прикладывается к установке с помощью пресса с пневматическим или электрическим приводом.
  4. Время сварки: При приложении давления рупор начинает вибрировать вертикально с высокой частотой и передает энергию механической вибрации двум частям приспособления. Частота может быть от 15 до 70 кГц (кГц), чаще всего 20 кГц. Механическая вибрация генерирует тепловую энергию в точке контакта между частями заготовки, заставляя их плавиться и сплавляться.
  5. Время выдержки: По истечении времени сварки вибрация прекращается, и система поддерживает давление на две детали, заставляя их сплавляться вместе и образовывать прочный сварной шов.
  6. Втягивание: Как только сварной шов остынет и затвердеет, давление сбрасывается, и рожок втягивается, позволяя снять свариваемую деталь с приспособления.

Процесс ультразвуковой сварки чаще всего используется для сварки термопластов, но может также использоваться для некоторых типов металлов. Некоторые металлы, которые можно сваривать с использованием ультразвуковой энергии, включают золото, серебро, медь и алюминий. Ультразвуковая вибрация особенно эффективна при сварке разнородных материалов и отличается способностью соединять детали без использования болтов, припоя, гвоздей или клея.

Применение ультразвуковой сварки

Ультразвуковая сварка ценится во многих отраслях промышленности за ее способность создавать качественные сварные швы без непосредственного применения тепла. Некоторые из отраслей, которые чаще всего используют процесс ультразвуковой сварки, включают следующее:

  • Производство компьютерной электроники: В производстве компьютеров и бытовой электроники ультразвуковая сварка используется для соединения проводных соединений. Он также используется для создания соединений в небольших чувствительных цепях, где традиционные методы сварки могут повредить деталь.Ультразвуковая сварка обычно используется для создания деталей микросхем, компьютерных дисков, конденсаторов и флешек.
  • Автомобильная промышленность: В автомобильной промышленности ультразвуковая сварка обычно используется в крупномасштабных применениях. Например, дверные и приборные панели обычно собираются с помощью ультразвуковой сварки. Многие электрические компоненты, такие как компоненты двигателя, также обычно изготавливаются с использованием этой технологии.
  • Аэрокосмическая промышленность: В аэрокосмической промышленности чаще всего применяется ультразвуковая сварка металлов.Этот метод обычно используется для соединения тонких и легких листов алюминия и других легких металлов. Чаще всего этим методом сварки изготавливают воздуховоды.
  • Медицинская промышленность: Ультразвуковая сварка широко используется при сборке медицинского оборудования, такого как фильтры и пипетки. Причина, по которой он так популярен, заключается в том, что ультразвуковая сварка не приводит к загрязнению или разрушению сварного шва, что делает его идеальным для создания фильтров, включая анестезиологические, артериальные, кровяные и газовые фильтры.Многие текстильные изделия на основе пластика для медицинской промышленности также собираются с использованием ультразвуковой вибрации, в том числе стерильная одежда, такая как маски для лица и больничные халаты.
  • Упаковочная промышленность: Ультразвуковая сварка часто используется для сварки частей упаковки, чтобы создать полный барьер, особенно вокруг веществ, которые могут быть более чувствительными к теплу. Например, ультразвуковая сварка часто используется для упаковки термочувствительных продуктов. Некоторые примеры применения ультразвуковой сварки в упаковке пищевых продуктов включают блистерные упаковки, обертки для конфет, упаковку для замороженных продуктов и контейнеры для напитков.Он также используется для упаковки взрывчатых веществ, фейерверков и термореактивных химикатов.
  • Промышленность потребительских товаров: Поскольку ультразвуковая сварка чаще всего используется при производстве термопластов и легко автоматизируется, это распространенный метод сварки различных потребительских товаров, включая игрушки и инструменты.

Из-за способности этого процесса надежно сваривать заведомо сложные материалы с небольшим повреждением или применением избыточных материалов, многие отрасли промышленности нашли несколько применений ультразвуковой сварки в своих операциях.

Преимущества ультразвуковой сварки

Ультразвуковая сварка нашла широкое распространение в различных отраслях промышленности благодаря возможности ее использования для термопластов и других материалов. Однако есть много других причин, по которым ультразвуковая сварка может быть предпочтительнее по сравнению с другими методами сварки и соединения. Некоторые из этих преимуществ ультразвуковой сварки более подробно описаны ниже:

  • Скорость: Одним из самых значительных преимуществ ультразвуковой сварки является то, что это исключительно быстрый процесс.Передача высокочастотных ультразвуковых акустических колебаний через рупор позволяет очень быстро нагревать, сваривать и охлаждать материал. Во многих случаях процесс сварки занимает не более нескольких секунд, что обеспечивает высокую производительность и короткое время выполнения работ.
  • Безопасность: Использование оборудования для ультразвуковой сварки чрезвычайно безопасно по сравнению с другими методами сварки. Ультразвуковая энергия направлена ​​очень точно, что снижает риск возникновения опасностей из-за избыточной электрической энергии. Кроме того, выделяемое тепло минимально, локализовано и быстро рассеивается, что сводит к минимуму тепловое воздействие на материал и снижает вероятность повреждения избыточным теплом любого окружающего оборудования.
  • Надежность: После сборки и испытаний оборудование для ультразвуковой сварки будет работать с высоким уровнем надежности. Процесс можно даже автоматизировать, чтобы можно было надежно сваривать тысячи деталей с минимальным вмешательством человека. В результате этой надежности отказы оборудования и дефекты сварных швов вызывают минимальные опасения.
  • Качество соединения: Ультразвуковая сварка обеспечивает очень чистое и точное соединение. При правильном использовании ультразвуковое сварочное оборудование не производит пластического облоя или деформации, в результате чего получается чистый, почти невидимый шов, не требующий подкраски.
  • Гибкость: Ультразвуковая сварка может применяться к различным материалам и деталям. С помощью этого метода можно сваривать термопласты и некоторые металлы, и он особенно полезен при сварке разнородных материалов. Кроме того, ультразвуковая сварка может сваривать комбинации тонких и толстых материалов.
  • Снижение затрат на материалы: Процесс ультразвуковой сварки очень экономичен с точки зрения расхода материала. В процессе не используются соединительные болты, припой или клей, что помогает снизить материальные затраты на проект.Кроме того, поскольку ультразвуковая сварка отличается высокой точностью и позволяет получать высококачественные соединения, брак деталей сводится к минимуму. Возможность свести к минимуму вмешательство человека во время и после процесса сварки также сводит трудозатраты к минимуму.

Эти преимущества ультразвуковой сварки делают ее идеальным выбором для многих промышленных применений, особенно тех, которые связаны с большим объемом пластиковых деталей.

Недостатки ультразвуковой сварки

Хотя ультразвуковая сварка имеет ряд преимуществ, она не является идеальной процедурой сварки для всех областей применения.У этого метода сварки есть несколько недостатков, которые могут представлять проблему для некоторых производителей. Некоторые из этих недостатков подробно описаны ниже:

  • Ограничения по материалам: Ультразвуковая сварка подходит для многих термопластов, но не для всех. Процесс ультразвуковой сварки требует более низкого содержания влаги в материалах, которые он сваривает. Материалы с высоким содержанием влаги требуют вибрационной сварки, а это совершенно другая технология.Исключительно прочные, твердые термопласты также труднее обрабатывать с помощью этой техники.
  • Ограничения по размеру: Хотя ультразвуковая сварка очень полезна для многих термопластов и определенных типов металлов, она не подходит для всех применений, связанных с этими материалами. Во-первых, энергии ультразвука недостаточно для изготовления крупных швов длиной более 250 мм. Выходная мощность преобразователя недостаточна для работы с чем-то большим.Кроме того, толстые материалы с трудом поддаются вибрации с использованием энергии механической вибрации, что делает ультразвуковую вибрацию неэффективным методом сварки более толстых материалов.
  • Ограничения по типу соединения: Ультразвуковая сварка может использоваться только на специально разработанных соединениях, называемых соединениями внахлестку, где детали непосредственно перекрывают друг друга с плоской поверхностью. Угловые, стыковые, тавровые и кромочные соединения не могут быть эффективно сварены с помощью этой техники.
  • Время выполнения заказа: Если вы решите добавить ультразвуковое сварочное оборудование в свои производственные операции, вы не сможете сразу начать штамповать детали.Все настройки ультразвуковой оснастки должны быть изготовлены по индивидуальному заказу для любой свариваемой детали, что требует разработки приспособлений и процессов, а также нескольких циклов испытаний и устранения неполадок. Это означает, что новые установки ультразвуковой сварки не могут быть использованы сразу, а также что новые проекты ультразвуковой сварки будут иметь несколько более длительный срок реализации.
  • Индивидуальные инструменты: В связи с потребностями ультразвуковой сварки в строительстве для каждого нового проекта ультразвуковой сварки необходимы специальные инструменты.Крепления для деталей должны быть изготовлены таким образом, чтобы они идеально подходили к заготовкам, а это означает, что необходимы высококачественные инструменты с ЧПУ. Это может не быть проблемой для мастерских с полным спектром услуг, где есть инструменты с ЧПУ и производители инструментов, но это может быть проблемой для небольших компаний с большими ограничениями по площади и рабочей силе.
  • Высокие инвестиции: Основное оборудование для ультразвуковой сварки значительно дороже, чем традиционное сварочное оборудование, а затраты только увеличиваются с внедрением автоматизации.Попытка сократить расходы за счет использования менее дорогих машин также не является правильным вариантом — недорогие машины редко предлагают какие-либо варианты обратной связи или автоматизации и могут быть менее надежными из-за более низкого качества оборудования. Если ваша компания выбирает ультразвуковую сварку, лучший вариант — инвестировать в высококачественное оборудование для ультразвуковой сварки с контролем процесса, вариантами автоматизации и проверенным временем качества.

Важно отметить, что ультразвуковая сварка по-прежнему является вариантом для компаний, которые не могут позволить себе собственное оборудование.Хотя ультразвуковая сварка не является лучшим вариантом для всех применений, небольшие компании, которые могут извлечь выгоду из этого процесса, могут работать с производственными компаниями, специализирующимися на методах ультразвуковой сварки.

Выберите Global Electronic Services для ремонта ультразвукового сварочного аппарата

Ультразвуковая сварка предлагает множество преимуществ производителям, которые обслуживают отрасли, где сварка термопластов пользуется большим спросом. Ультразвуковая сварка сочетает в себе качество и экономию средств, а это очень эффективный метод сварки, особенно для компаний, имеющих собственные станки с ЧПУ.Однако, когда вы работаете с ультразвуковой сваркой или планируете внедрить ультразвук в свою производственную деятельность, вам нужна опытная ремонтная служба, которая поможет обеспечить бесперебойную работу вашего ультразвукового сварочного оборудования. Вот где Global Electronic Services может помочь.

Global Electronic Services является лидером в области ремонта электроники в самых разных отраслях промышленности. Мы можем обеспечить комплексный ремонт, замену и техническое обслуживание вашего ультразвукового оборудования, чтобы помочь вам увеличить время безотказной работы и повысить надежность.Global ремонтирует и обслуживает ультразвуковое оборудование для предприятий, расположенных по всему миру, на протяжении десятилетий, и мы можем сделать то же самое для вашей организации. Наш сертифицированный персонал обеспечивает качественное обслуживание, и мы тщательно проверяем и оцениваем каждую единицу оборудования, прежде чем вернуть ее вам. С какой бы маркой ультразвукового оборудования вы ни работали, вы можете доверить нам быстрый и надежный ремонт.

Помимо качества нашей работы, Global Electronic Services предлагает скорость, пятидневный срок выполнения и бесплатное срочное обслуживание в течение одного-двух дней.Мы также обеспечиваем круглосуточный доступ к реальным специалистам по обслуживанию клиентов и поддержке, чтобы держать вас в курсе состояния вашего ремонта. Если этого недостаточно, наша 18-месячная гарантия в процессе эксплуатации обеспечит вам душевное спокойствие.

Вы можете подумать, что с нашей приверженностью качеству и обслуживанию наши варианты ремонта ударят по вашему бюджету. Реальность такова, что наши ремонтные услуги рассчитаны на доступность. Мы гарантируем, что независимо от цены квалифицированного конкурента, наша будет выше ее как минимум на десять процентов.

Узнайте, почему клиенты Global Electronic Services остаются нашими клиентами на всю жизнь. Если ваша компания заинтересована в партнерстве с качественной службой ремонта ультразвуковых сварочных аппаратов, свяжитесь с нами для получения дополнительной информации о нашем опыте ремонта ультразвукового сварочного оборудования и получения бесплатного предложения без каких-либо обязательств.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.