Зварювання пластмас

Зварюванням отримують нероз'ємні з'єднання деталей з термопластів, нагріваючи їх в місцях з'єднання до в'язкорідкого стану та охолоджуючи під незначним тиском. Температура, три­валість нагрівання і тиск стимулюють дифузію макромолекул в пограничних шарах та забезпечують надійне з'єднання дета­лей, виготовлених з поліетилену, полістиролу, полівінілхлори­ду, поліаміду, поліметилакрилату й інших термопластів.

Зварювання полімерних матеріалів проводять нагрітим газом, нагрітим металевим інструментом, тертям, струмом високої частоти, ультразвуковим зварюванням, зварювання інфрачервоними променями тощо.

Під час зварювання нагрітий газ як теплоносій доводить в зоні з'єднання до в'язкорідкого стану матеріал деталей і присад­ковий пруток. Теплоносієм найчастіше є повітря, нагріте до тем­ператури 250...380 °С, а в разі небезпеки оксидації полімера — азот або аргон. Струмінь нагрітого газу подають в зону зварювання крізь сопло. Джерелом теплоти є електронагрівач опору або природний газ. Присадковий пруток втискуюють з деяким зусиллям у зазор між зварювальними листами, щоб утворити зварний шов.

Якщо зварюють без присадкового матеріалу, то деталі складають внакладку і вслід за соплом прокочують ролик.

Нагрітий металевий інструмент у вигляді пластини розміщують між контактними поверхнями заготовок, які необхідно зварити. Інструмент нагрівається електричним струмом. Після розігріву контактних поверхонь інструмент виймають, а нагріті поверхні заготовок остаточно зближують під дією певної сили. Окрім пластинчастих, використовують також стрічкові, дротяні, клиноподібні роликові та інші інструменти.

Нагрітими металевими інструментами зварюють труби, листи, плівки, точно підтримуючи задану температуру нагрівання полімерного матеріалу і створюючи необхідний тиск.

Зварювання тертям ґрунтується на нагріванні контактних поверхонь з'єднуваних заготовок теплотою, що утворюється від перетворення роботи тертя у теплоту. Найча­стіше тертя зумовлене обертальним рухом в поєднанні з тис­ком, створюваним певними силами, рідше — коливальним рухом. При­леглі до поверхні тертя зони швидко нагріваються з огляду на низьку теплопровідність полімерних матеріалів.

Зварювання струмом високої частоти характеризується перетворенням електричної енергії у теплову безпосередньо всередині зварювального матеріалу — діелектрика. Під дією змінного електричного поля відбувається зміна поляризації еле­ментарних частинок в зоні зварювання з частотою підведення струму. Ці частинки зазнають коливань, внаслідок чого вини­кає тертя. Частота струму становить 13...80 МГц.

Розрізняють пресове та неперервне зварювання струмом ви­сокої частоти.

Пресове зварювання забезпечує отримання несуцільних кон­тактних швів у вигляді кола, трикутника, квадрата тощо, тоб­то шов є відтворенням конфігурації робочої поверхні електро­дів, між якими затиснуті зварювані листи.

Неперервне зварювання полягає в тому, що листи, складені внакладку, пропускають між обертальними ме­талевими роликами, до яких підводиться високочастотний струм, внаслідок чого утворюється шов.

Струмом високої частоти зварюють заготовки завтовшки до 5 мм. В них контактні поверхні не перегріваються, а міц­ність шва дорівнює міцності зварюваного матеріалу. Процес високопродуктивний, особливо, якщо зварюють роликовими електродами.