Как сварить пластик


Что нужно для сварки пластика?

Сварка термическая пластика на сегодняшний день считается наиболее экономичной, а порой и безальтернативной технологией соединения полимерных деталей, поскольку она гарантирует высокую прочность и качество соединения, причём как при промышленном производстве, так и в домашних условиях.

При всём огромном разнообразии технологии варки пластмасс их все можно разделить на две большие группы.

  • Нагревание краёв деталей до полурасплавленного состояния.
  • Соединение деталей при помощи растворителей, т. н. жидкая (атермическая) сварка для пластика. Полужидкое состояние соединяемых деталей в этом случае достигается при помощи специальных реагентов.

Как происходит нагрев?

Температурная сварка технологически проста, а потому её охотно применяют и при промышленном, и при кустарном производстве. В зависимости от конкретных задач и используемого оборудования нагрев пластиковых деталей происходит следующими способами:

  • горячей газовой струёй;
  • добавлением на края соединяемых деталей расплавленной присадки;
  • соединение деталей выполняет раскаленный сварочный инструмент;
  • использованием лазерного, инфракрасного или светового пучка;
  • использованием ультразвукового пучка;
  • применением трения;
  • применением высокочастотных электрических импульсов.

При проведении сварочных работ следует обязательно учитывать характер поведения полимера при воздействии на него высоких температур. По характеру поведения они подразделяются на…

  • Термопласты, которые при переходе в полурасплавленное состояние не меняют свои химические свойства. Температурная сварка для пластика термопласта может быть применена многократно, поскольку она не изменяет его химический состав и эксплуатационные свойства.
  • Реактопласты от нагревания изменяют свои химические свойства, причём эти изменения являются необратимыми. Часто эти изменения связаны с процессом окисления, при котором полимер обугливается, но так и не переходит в полурасплавленное состояние. Поэтому для их соединения применяются технологии, не связанные с нагревом. Кроме того, чрезмерный нагрев может вызвать появление опасных для здоровья газов, как это, например, происходит с АБС-пластиками. При сильном нагреве ABS-полимера выделяется ядовитый акрилонитрил.

Технология выполнения сварки полимеров

Какую технологию выполнения сварочных работ вы бы ни выбрали, она будет выполняться в несколько основных этапов.

  • Разогрев краев соединяемых деталей. Эту задачу может выполнить нагретый инструмент, газовая струя или энергетический пучок различной природы (лазер, ультразвук, инфракрасное излучение и пр.).
  • Соединение под давлением нагретых краёв деталей.
  • Формирование в зоне сварочных работ единого полимерного полотна.

Наиболее важной для полученного результата является второй этап производимых работ. Именно на этом этапе происходит полурасплавление свариваемых деталей и перемешивание их в однородную массу. От качества и площади зоны перемешивания будет зависеть прочность полученного соединения. Следует понимать, что при некоторых видах сварки, прежде всего при ультразвуковой и импульсной высокочастотной, образование сварного шва происходит очень быстро.

Рассмотрим наиболее простые с технической стороны виды сваривания пластиковых деталей.

Сварка при помощи нагретого инструмента (термоконтактная сварка)

Чаще всего данную технологию применяют для варки труб, при производстве полимерных ёмкостей, соединении пластиковых деталей различных конструкций, в т. ч. и автомобильных.

Для этих целей чаще всего применяют метод прямого нагрева, для чего края соединяемых деталей сначала полурасплавляет плотно прижатый к ним разогретый инструмент. Затем края с усилием соединяют друг с другом, в результате чего происходит их сплавление. Для получения качественного результата необходимо держать края деталей под давлением до полного их остывания.

Устройства для термоконтактной сварки пластика могут работать встык и враструб. Последнее используется только для сварки полимерных и ПВХ-труб. Сварочный инструмент, работающий встык, способен соединять не только трубы, но и листовой пластик.

В домашних условиях как нагревательный инструмент можно использовать и простой паяльник. Правда, скорость сварочных работ будет крайне медленной, а расход электроэнергии, наоборот, большим. Поэтому лучше всего использовать паяльник для сварки небольших деталей.

Сварка нагретой сварочной струёй

Согласно данной технологии, пластиковые листы нагреваются сварочной струёй из строительного термофена или сопла горелки. Для нагрева пластика применяются аргон, азот, углекислый газ и даже обычный воздух. Сварка пластика феном считается наиболее экономичной. Но в нагретой феном воздушной струе содержится кислород, который при высоких температурах будет вступать в реакции окисления, разрывая полимерные цепочки и ухудшая качество соединения деталей.

Преимущества сварки нагретой газовой струёй:

  • простой и доступный набор необходимого оборудования;
  • процесс сварки не потребует от вас высокой квалификации;
  • возможность выполнения сварочных работ в любом помещении, даже дома, поскольку этот вид сварки абсолютно безопасен и безвреден.

Однако у данной технологии имеются и свои ограничения, связанные с тем, что нагретая газовая струя сможет эффективно прогревать лист пластика толщиной не более 2 мм. Оптимальная же толщина — это не более 1.5 мм.

Различают два способа варки: с присадкой и без неё. В качестве присадки используются пластиковые полоски или прутки толщиной (диаметром) не более 2 мм. Обратите внимание, пруток (полоска) для сварки пластика должен быть из того же материала, что и соединяемые детали.

Существуют и другие технологии сварки пластиковых деталей, но они чаще всего применяются в промышленных условиях.

Сергей Одинцов

electrod.biz

Рекомендации для выполнения сварки пластмасс

Сварка пластмасс – это контакт, активированных нагревом поверхностей, в результате которого образуются соединения. Но сваривать можно только термопластичные материалы – термопласты, которые становясь пластичными при определенной температуре, после охлаждения не теряют своих свойств. Термореактивные материала меняют свои характеристики при нагреве и последующей кристаллизации.

Температура разложения пластмасс варьируется от 150 до 250 градусов. Выше этого показателя разогревать материал нельзя.

Способы осуществления сварки

Существует множество процессов, отличающихся последовательностью выполняемых операций:

  • пластмассовые поверхности под небольшим давлением прижимают друг к другу, после чего активируют соединенные участки;
  • подвергшиеся активации поверхности соединяют между собой, в результате чего происходит их сварка;
  • контакт и активация происходят одновременно.

Процессы, протекающие в сварочной зоне при соединении пластмассовых поверхностей, напоминают сварку металлов.

  1. Подводится и преобразуется энергия, которая обеспечивает нагревание соединяемых поверхностей.
  2. Активированные поверхности взаимодействуют при контакте.
  3. В зоне соединения происходит формирование материала, обладающего новой структурой.

Нагревание поверхностей, подлежащих свариванию, выполняется методом:

  • соединения материала с теплоносителем: газ, нагретый инструмент, присадка;
  • поглощения и преобразования электрического или механического колебания высокой частоты, или энергий: механической, лучевой.

Независимо от способа активации, суть процесса заключается в передаче поверхностям необходимой температуры, при которой повышается пластичность материала, способствующая образованию прочного и надежного соединения.

Существует несколько методов сварки термопластов:

  • газом, нагретым до нужной температуры;
  • контактный нагрев (инструментом);
  • высокочастотным током;
  • трением;
  • ультразвуком.

Нагретый инструмент

Сварка нагретым инструментом – это самый простой и самый популярный способ соединения термопластов. Преимуществом являются низкая стоимость оборудования для сварки пластмасс, легкость и простота процесса. Метод используют для сваривания труб, изготовления тары, емкостей, применяют в машиностроении и сооружении пластиковых конструкций. Существует два вида нагрева: прямой и косвенный.

Сварку нагретым инструментом осуществляют с помощью сварочного аппарата для полимеров, применяемого для соединения труб встык или в раструб. Принцип действия оборудования заключается в оплавлении плоской поверхности при стыковом соединении, обычно это торцы труб, обладающих различным сечением. Часто такие аппараты применяются в быту, потому что им доступно соединение любых деталей имеющих небольшую плоскую поверхность для контакта с нагретым инструментом. Кстати, обычный электрический паяльник может быть использован для сварки термопластов, особенно для разогрева кромок деталей.

Специалисты рекомендуют перед тем, как начать сварку деталей, использовать механическую зачистку для удаления верхнего слоя, который насыщен разными продуктами окисления, появившимися в результате прямого попадания солнечных лучей и атмосферных газов.

Нагретый газ

Сварка пластмассы феном (термофеном, строительным), горелками различных форм и размеров относится к сварке с применением нагретого газа. Обычно для нагревания применяется обычный воздух, аргон, углекислый газ, азот или продукты горения. Вид теплоносителя зависит от характеристики соединяемых материалов. Чтобы обеспечить высокую прочность сварочного шва соединяемых термопластов специалисты используют аргон или азот. Наиболее экономичным из всех газов является воздух.

Недорогое, простое в эксплуатации оборудование, позволяющие выполнять соединение деталей любой формы и размера, обуславливает широкую популярность этого вида сварки. Ее используют в сооружении конструкций из тонкой пластмассы, сварке химической аппаратуры, емкостей и прочего.

Существует два способа сварки пластмассы нагретым газом: с использованием присадок и без них. В качестве присадки обычно применяется пруток сечением от 2 до 6 мм, или узкая полоска из того же материала, что и свариваемые элементы. Благодаря дешевизне и простоте оборудования, с помощью нагретого газа часто осуществляется сварка пластмассы в домашних условиях.

Существует два типа термофенов. В один подача газа осуществляется из внешнего источника, которыми могут являться компрессоры, баллоны, сеть. Другой вид фенов оснащен вентилятором, встроенным в корпус устройства. Выбирая оборудование для домашнего использования необходимо учитывать особенности его конструкции.

Сварка экструдером

Экструдер или пистолет для сварки пластмассы, оснащенный нагревательным элементом, через который выполняется непрерывная подача присадочного прутка, давно стал незаменимым инструментом, применяемым для сварки термопластов в домашних условиях. Для осуществления соединения требуется определенная температура, подающегося пистолетом расплава: примерно на 45°C выше температуры плавления свариваемой поверхности.

Процесс может быть бесконтактным и контактно-экструзионным. В первом случае прижим присадки выполняется с помощью специального прижимного ролика, без контакта аппарата и материала. Второй способ предусматривает касание сварочным соплом пистолета соединяемых элементов. Второй метод способствует снижению тепловых потерь, обеспечивая прямую теплопередачу от оборудования к соединяемым деталям. Так же контактно-экструзионный способ не требует применения дополнительных прижимных устройств.

Сварку пластмасс применяют в тех случаях, когда элементы изготовлены из одинакового материала; применение крепежей и клея нецелесообразно; необходимо минимизировать вес конструкции.

stroitel5.ru

Сварка пластика феном — высокий показатель прочности

Сварочные работы в наше время применяются для соединения многих материалов, включая пластик. Соединение пластика, используя при этом ручной фен для сварки полимеров, достаточно надежно. Отличным показателем качества соединения служит прочный свариваемый участок, не уступающий по характеристикам цельному.

Однако методика применения фена, без которого сварка рассматриваемого состава практически невыполнима, требует навыки и опыт, поскольку применяется также для соединения других составов, включая даже пленку полиэтилена. В связи с этим всегда лучше попробовать свои силы на каком-либо черновом варианте, соединив его. Также необходимо знать, что фен необходим не бытовой, а специальный, имеющий плавные регулировки температурных режимов подаваемого горячего воздуха.

Сварка пластика феном

Понадобится:

  1. Фен. Вполне успешно себя зарекомендовал для соединения различных материалов, включая разновидности полиэтилена, инструмент марки Makita. Но стоит упомянуть о существовании малогабаритных моделях подобных вещей (прямых фенах). Выбирая фен для данной процедуры (пластмассы) нужно руководствовать двумя характеристиками: наличием в фене регулятора плавного перехода температуры воздуха, а также возможностью использования насадок. Устройство применяется не только для соединения рассматриваемого состава, но также для полиэтилена и т.п.
  2. Комплект насадок для фена. Выбор осуществляется в зависимости от сложности работ. Так, к примеру, для сваривания детали мотоцикла или автомобиля наиболее часто применяется насадка диаметром от 5 до 8 миллиметров. Такие насадки продаются в большинстве случаев отдельно от устройства.
  3. Припой. В качестве припоя для соединения пластика используются специальные прутки, выполненные из идентичного со свариваемой деталью состава. Отметим, что припой достаточно просто нарезать самостоятельно из готового, но можно также приобрести в строительном магазине. Отметим, что подобная методика воздействия феном может быть использована для соединения полиэтилена.
  4. Может также пригодиться напильник, зажимы, а также машинка для выравнивания и разглаживания сварных швов. Сварка предусматривает использование данных инструментов для шлифования шва.

Этапы сварки:

  1. Сначала нужно удостовериться в том, что ремонтируемая деталь идентична составу материалу прутка. То есть, если деталь из полипропилена, то и пруток должен состоять из полипропилена. В зависимости от состава выбирается температурный режим подачи воздуха для сварки. Если будут использованы разные материалы, с большой вероятностью один из них не разогреется и шов получится некачественным. Детали автомобилей и мотоциклов в большинстве случаев выполнены из полипропилена, полиамида и т. п. Маркировка пластика может быть нанесена на самой свариваемой детали.
  2. Допустим, вы определили, что соединяемый элемент состоит из полипропилена. Теперь необходимо зачистить свариваемый участок. Для этого воспользуйтесь наждачной бумагой, напильником или шлифовальной машинкой. Таким образом, необходимо зачистить края деталей из пластика на месте разлома (при ремонте), где будет применяться сварка. Захват расстояния для зачистки может достигать до одного сантиметра с каждого края. Сварка подразумевает, что припой будет отлично ложиться на зачищенные поверхности деталей, что в свою очередь, позволит увеличить прочность соединяемых деталей.
  3. Теперь деталь из полипропилена следует собрать по кусочкам (при ремонте) или подготовить детали для сварки, как при любой другой сварке, включая соединение полиэтилена. Пруток заостряется с конца, после чего подносится к зачищенному шву. Во время соединения желательно равномерно прогревать толстый пруток (припой) и тонкий материал. Для того чтобы пластик не обвис и не начал плавиться, можно использовать низкую температуру и неинтенсивную подачу воздуха фена. Необходимо обзавестись специальной таблицей, в которой рассмотрены температурные режимы, наиболее подходящие для соединения материалов.
  4. Как только припой начнет плавиться как пленка полиэтилена, нужно с осторожностью продавить пластик, оказываем прижимное воздействие на него. Таким образом, вы утопите припой в разломе. Стоит отметить, что во время сварочной работы припой необходимо передвигать из стороны в сторону (образовывается наплыв на разлом). По мере прогревания пластикового прутка и краев свариваемого материала, припой утапливается при помощи легкого нажима, используя при этом плавные передвижения прутка из полипропилена. Подобная работа проделывается вплоть до конца шва.
  5. По окончании работ на ремонтируемом участке, как правило, остается излишек прутка. Его нужно удалить, и для этого нужно задействовать разогретый фен: нагрейте излишек, после чего открутите его (оттяните на себя) до момента разрыва. Но делать подобное необходимо очень аккуратно, поскольку есть вероятность отрыва не успевшего схватиться пластика.
  6. В результате несложных действий сварка пластика (деталей из полипропилена) может считаться завершенной. Однако для того, чтобы сварка была полностью завершена, нужно зашлифовать поверхность. Следует дождаться полного остужения деталей, после чего воспользоваться шлифовальной машинкой, наждачной бумагой или напильником и затереть шов снаружи.

Таким образом, сварка показывает отличный результат, а вы получаете качественный сварной шов, не уступающий по прочности цельному пластику. Как только сварка завершена и выдержано полчаса до полного остужения, при необходимости можно приступать к окраске.

Похожие статьи

goodsvarka.ru

Сварка пластика домашний способ

При ремонте бытовой техники и электронной аппаратуры радиолюбителям также часто приходится ремонтировать поломанные или лопнувшие пластмассовые детали изготовлены из «жирных» пластмасс, например полиэтилен, полиамид, полиэтилентерефталат и т.п. К ним сложно подобрать клей, либо клеевое соединение оказывается не достаточно надежным.

Суть этого радиолюбительского секрета состоит в том, что в сварной шов вплавляется металлическая арматура. А далее место стыка с помощью паяльника покрывается равномерным слоем расплавленной прочной пластмассы.

Если требуется получить более прочный пластиковый шов, то всю операции повторяют требуемое количество раз.

В роли каркасной арматуры я применяю оплетку от экранированного кабеля необходимого диаметра. Для того, чтоб с оплеткой было проще работать, ей необходимо придать нужную форму. Для такого типа сварки отлично подходит припой из любого достаточно прочного пластика. Хорошие результаты получаются при использование полипропилена. Палочки из полипропилена можно нарезать из просроченных одноразовых шприцев.

Вместо оплетки можно взять также очень мелкую латунную или нержавеющую сетку и даже изогнутую скрепку, а вместо паяльника использовать паяльный фен с насадкой на 4мм.

www.texnic.ru


Смотрите также