Лабораторная работа №7 Сварка пластмасс с помощью растворителей
Цель работы: Изучить технологию сварки пластмасс с помощью растворителей. Опытным путем подобрать оптимальные режимы соединения для заданного материала и конструкции изделия.
Теоретические сведения:
Сварка с помощью растворителей основана на способности растворителя облегчать диффузию макромолекул термопластичных полимеров при обычной температуре. По своей природе сварка с помощью растворителей относится к диффузионной сварке.
Поверхности, подлежащие соединению, смачивают растворителем, в результате чего они приобретают липкость, характерную для сильно набухшего полимера. Затем соединяют, прикладывают небольшое давление, выдерживают определенное время для облегчения взаимной диффузии макромолекул в набухших слоях контактирующих поверхностей.
Небольшое количество растворителя, применяемого для смачивания поверхностей, не может вызвать высокой степени набухания, поэтому скорость диффузии макромолекул ниже, чем у тех же полимеров, нагретых до температуры выше температуры текучести. Таким образом, сварка с помощью растворителей требует значительно больше времени для образования прочного соединения, по сравнению со сваркой нагревом.
Применение в качестве присадочного материала полимера, предварительно растворенного в растворителе, делает этот способ сварки схожим с процессом склеивания. Однако сварка с помощью растворителей характеризуется полным отсутствием поверхности раздела.
Наличие растворителя приводит к некоторому увеличению объема полимера в зоне шва, что приводит к накапливанию внутренних напряжений в близлежащих слоях. Для предотвращения этого явления сварку следует проводить присадочным материалом идентичным основному материалу.
Основными соединениями при сварке пластмасс растворителями являются нахлесточные и стыковые с накладкой. Величина нахлестки должна быть не менее четырехкратной толщины листа. Толстостенные изделия (трубы, стрежни) соединяют встык без накладок.
Перед сваркой поверхности должны быть тщательно подготовлены (очищены от пыли и обезжирены). Не рекомендуется использовать для обезжиривания и очистки растворитель полимера, т.к. в этом случае на набухающей поверхности легко остаются загрязнения.
Растворитель или раствор полимера наносят методом погружения, распылением, кистью. Размягчение поверхности должно произойти на глубину до 0,5 - 1,0 мм. Продолжительность открытой выдержки деталей перед запрессовкой выбирают опытным путем.
Сдавливание образцов осуществляют на гидравлических, пневматических, винтовых прессах; струбцинами. Выдержка под давлением должна продолжаться до образования твердого сварного шва.
Методика проведения работы:
1. Ознакомится с общими сведениями о технологии и технике сварки с помощью растворителей.
2. Подготовить образцы для проведения работы.
3. Произвести соединение образцов по схемам представленным на рис. 4, изменяя время выдержки деталей перед соединением и величину нахлестки.
4. Оптимальные режимы сварки подтвердить испытаниями образцов на растяжение.
Рис. 4 Схемы соединения образцов.
Содержание отчета:
основные сведения о технологическом процессе сварки с помощью растворителей;
методика проведения работы;
результаты экспериментов;
выводы по работе.
Вопросы для самоконтроля:
В чем заключается сварка с помощью растворителей?
Чем данный способ соединения отличается от склеивания?
Назовите способы нанесения растворителя на поверхность деталей.