6. Сварка и склеивание пластмасс

Сварку применяют для получения неразъемных соединений деталей из термопластов; склеивать можно пластмассы и с другими материалами (металлами, деревом, тканями и др.).

Сварку пластмасс осуществляют, применяя теплоноситель (на­гретый газ или инструмент) или нагрев ТВЧ, ультразвуком, трением.

Сварку газовым теплоносителем применяют при изготовлении труб, корпусов, аппаратов, ванн и других емкостей из листового винипласта, полистирола, полиэтилена и других термопластов. Та­кая сварка может осуществляться с применением присадочного материала и без него. В качестве теплоносителя используют воздух, углекислый газ, азот. Газ нагревают до температуры 180...220 ºС в специальных сварочных пистолетах, обогреваемых электро- или газовыми нагревателями.

П ри сварке с присадочным материалом (рис.137, a) струя нагретого газа направляется из сопла 2 на кромки деталей 1 и при­садочный пруток 3 диаметром 2...4 мм из того же пластика и нагре­вает их до вязкотекучего состояния. При надавливании пруток привариваетcя к размягченным кромкам, образуя сварной шов.

При сварке без присадочного материала сварочный пистолет 2 (рис.137, б) устанавливают в створ свариваемых листов 1 так, чтобы газовая струя попадала на срезанные под углом кромки. Дав­ление сварки осуществляется роликами. Скорость такой сварки составляет 12...20 м/с.

Сварку нaгpeтым инструментом применяют для соединения труб и прутков встык, а также листовых и пленочных материалов внахлестку. Источником нагрева служит нагретый инструмент (пластина, клин, паяльник), пере­дающий тепло при контакте с мате­риалом и разогревающим его до вяз­котекучего состояния. После уда­ления инструмента поверхности сва­риваемых деталей сдавливают, чем и обеспечивают их сварку.

Сварка трением пластмасс, как и металлов, основана на использовании для разогрева торцовых поверхностей свариваемых дета­лей тепла, выделяющегося при их трении. Сварку труб, прутков осуществляют на специальных установках, но возможно применение для этой цели и токарных станков.

Сварка с нагревом ТВЧ основана на использовании тепла, выде­ляющегося за счет диэлектрических потерь в зоне высокочастотного электрического поля. Применяют спе­циальные машины, обеспечивающие роликовую, точечную и прес­совую сварку пленок, листов, труб. Сварка с нагревом ТВЧ обе­спечивает прочность и герметичность швов, высокую производи­тельность и экономичность процесса.

Ультразвуковая сварка пластмасс в принципе мало отличается от ультразвуковой сварки металлов.

Для сварки ультразвуком листовые пластики зажимают между прижимом и волноводом магнитострикционного вибратора. При прохождении через обмотку вибратора тока частотой более 20 кГц колебания его сердечника усиливаются волноводом и передаются на свариваемый материал, где в конечном итоге трансформируются в теплоту.

При сварке ультразвуком материал разогревается только в зоне контактирующих поверхностей, что исключает перегрев. Важным преимуществом этого вида сварки является и то, что ее можно осу­ществить в труднодоступных местах, применяя для этого специальные (например, отогнутые) волноводы.

Склеивание пластмасс. Технологический процесс склеивания пластмасс определяется их химической структурой, физико-меха­ническими свойствами, а также свойствами применяемых клеев.

Детали из термопластов склеивают преимущественно раствори­телями, например оргстекло и винипласт  дихлорэтаном, поли­стирол  бензолом или раствором этих материалов в соответству­ющих растворителях.

Склеивание полиэтилена, полипропилена, фторопласта и не­которых других пластиков требует предварительной обработки склеиваемых поверхностей растворами различных реа­гентов. После такой обработки их склеивают полиуретановыми или фенолоформальдегидными клеями.

Для склеивания деталей из реактопластов применяют клеи на основе фенолоформальдегидных, полиуретановых, полиэфирных, эпоксидных и других смол.

Склеивание производят без подогрева (клеи ВИАМ Б-3, ПУ-2, ВК-5) и с подогревом до температуры 150...250 ºС (клеи БФ-2, БФ-4, ВК-З, ВС-I0Т, ВК-2, эпоксид П и др.).

Технологический процесс склеивания деталей состоит из под­готовки их поверхностей (пригонки, очистки) к склеиванию и не­посредственного склеивания: нанесения клея, выдержки для уда­ления растворителя, сборки деталей и выдержки под прессом без нагрева или с нагревом.

Вывод: Совмещение в одном технологическом процессе термообработки и пластической деформации позволяет еще больше воздействовать на структуру, а значит получать заданные физ-мех свойства.