20 Технология сварки. Общие положения.

Сварка полимерных материалов — один из методов создания неразъемного соединения элементов конструкции. В результате сварки между соединяемыми поверхностями исчезает граница раздела, превращаясь в размытый переходный слой. Прочность соединения обусловливают возникающие в этом слое силы межатомного и межмолекулярного взаимодействия. В случае сварки линейных или разветвленных полимеров (термопластов и термоэластопластов) переходный слой образуется в результате диффузии макромолекул полимера, которая возможна при переходе полимера в вязко текучее состояние. Последнее реализуется при нагревании свариваемых материалов или при действии на них растворителя. В соответствии с этим различают диффузионную тепловую сварку и диффузионную сварку с помощью растворителя. Прочное сварное соединение лестничных или трехмерных полимеров, которые невозможно перевести в расплав или раствор, может быть образовано при химическом взаимодействии макромолекул между собой или с введенным в зону сварки сшивающим агентом.

Источники нагрева при сварке — нагретые: газ, инструмент, присадочный материал или тепло, генерируемое в материалах в результате преобразования различных видов энергии — токов высокой частоты (ТВЧ), ультразвука, трения, ИК или лазерного излучения

Нагретым газом. При этом свариваемые поверхности и сам присадочный материал нагревают до необходимой температуры сварки подачей горячего воздуха или газа. Сам газ нагревается газовыми горелками или электронагревателями. Присадочный элемент вдавливается в разделку шва. Без скоса кромок производится сварка листов, толщиной не более 4 мм. В процессе работы, по мере размягчения поверхностей сам пруток необходимо под небольшим постоянным давлением вжимать в основание разделки.

• Сварка нагретым инструментом. Еще ее называют контактно-тепловой. Это один из самых простых методов сварки пластмасс и полимеров. Применяется для изготовления разнообразных емкостей, соединения труб, различных конструкций и даже деталей машин.Сварка полимеров в этом случае происходит в два этапа: разогрев поверхностей инструментом и их контакт под определенным давлением. При этом необходимо вовремя удалить нагревающий инструмент, чтобы обеспечить оптимальную прочность соединения.

• Сварка экструдером. Это сварка специальным пистолетом с нагревателем, через который подается специальный присадочный прут. При этом, температура этого выходящего состава должна составлять 40-50 ºС. Варить можно как контактным, так и бесконтактным способом. При бесконтактном методе отсутствует потребность в дополнительном давлении, т.к. обеспечивается теплопередача непосредственно от самого инструмента к свариваемым деталям и уменьшаются тепловые потери.

• Сварка полимеров с помощью специальных растворителей. Обычно этот метод используется для соединения деталей из аморфных термопластов. При этом обе поверхности прижимаются к губке с минимальным количеством растворителя. После набухания они соединяются и держатся под давлением некоторое время. Для ускорения высыхания и испарения растворителя может быть применен нагрев деталей. Основной недостаток этого метода заключается в особой вредности склеивающих веществ. Поэтому он применяется только в крайнем случае.