Экструзионная сварка

Экструзионная сварка – надежный способ соединения изделий из полимеров: листов, ёмкостей, труб.

Данный вид сварки используется для соединения полимеров: полиэтилен низкого давления (ПНД), полипропилен (ПП), поливинлхлорид (ПВХ) и поливинилиденфторид (ПВДФ). Для других видов термопластов применяется реже.

Выполнение сварочных работ экструдером

Экструзионная сварка полимерных материалов

Экструзионная сварка полимерных материалов – это метод соединения свариваемых деталей или поверхностей подачей расплавленного присадочного материала в зону присоединения деталей. Там он взаимодействует с поверхностями и соединяет их. 

При проведении работ следует соблюдать общие требования, относящиеся и к другим методам сварки пластмасс:

1. В процессе необходимо использовать полимеры одного типа: имеющие одинаковый химический состав, плотность и показатель текучести расплава. Соединение из разных видов пластмасс не допускается. Те же требования предъявляются к присадочному материалу, он должна быть изготовлен из того же полимера, что и свариваемые детали.
2. Перед проведением работ необходимо очистить свариваемые поверхности от загрязнений. До начала сварных работ необходимо механически удалить тонкий слой окислившегося слоя с поверхности.

При работе учитывайте используемый вид полимера и его физические свойства.

Например, у поливинилхлорида (ПВХ) и поливинилиденфторида (ПВДФ) имеется малый температурный зазор между плавлением и разрушением. Поэтому при прокладке трубопроводов и подключении ёмкостей из этих полимеров, проводите работу с использованием экструдеров шнекового типа, которые обеспечивают тщательное перемешивание присадочного материала. С их помощью можно создавать длинные непрерывные швы, а также контролировать температуру при работе с ПВХ и ПВДФ. 

Большое значение имеет и температурный режим. Для каждого полимера нормативами определены параметры проведения сварочных работ. Если температура будет недостаточна, то присадочный материал не расплавится полностью. Если же наоборот – слишком высока, то будет происходить деструкция, приводящая к образованию трещин на соединении.

Самая низкая температура используется при работе с нПВХ. Нагрев присадочного материала происходит в узком температурном диапазоне 170 – 180° С, а температура подаваемого воздуха – 300 – 360° С. 

Для полиэтилена низкого давления (ПНД) и полипропилена (ПП) температура подаваемого воздуха одинакова: 250 – 300° С, а вот нагрев присадочного материала отличается: для ПНД – 210 – 230° С, а для ПП – 210 – 240° С.

Самая высокая температура необходимая при работе с ПВДФ: для разогрева присадочного материала составляет 240 – 260 о С, а воздух прогревается до 280 – 350° С.

Область применения

Экструзионная сварка полимерных материалов широко применяется в различных отраслях промышленности. Например, при прокладке и ремонте безнапорных трубопроводов, производстве ёмкостей из полимеров, изготовлении корпусов аппаратов, приборов, устройств.

Важно!

Согласно ГОСТ Р 56155-2014, нельзя использовать экструзионную сварку для монтажа напорных трубопроводов, по причине недостаточной прочности сварного шва.

При использовании этого вида сварки прочность стыков не превышает 80% от прочности самого изделия. Для напорных трубопроводов прочность шва должна быть, не ниже прочности самой трубы. Такие характеристики можно получить только нагретым инструментом встык или с использованием деталей с закладным нагревателем.

Принцип работы и процесс соединения деталей:

Сварочные работы методом экструзии выполняются в несколько этапов:

1. Подготовка экструдера.

Перед проведением работ экструдер запускается и прогревается с целью удаления остатков присадочного материала или прутка, использовавшегося ранее. Его повторное применение может снизить прочностные характеристики соединения. Качество очистки проводится визуальным контролем.

2. Подготовка поверхности.

За 15-20 минут до начала работ необходимо провести очистку свариваемых поверхностей от загрязнений (пыль, масляные и жировые загрязнения, песок), а также от тонкого окислившегося слоя полимера на поверхности детали. Допускается использование ветоши, скребков, растворителей и наждачной бумаги.

Производится обработка кромок деталей под требуемый шов. На поверхности готовят скосы и сварочные канавки.

Механическая зачистка зоны сварки скребком

3. Предварительный прогрев.

Горячим воздухом производится предварительный нагрев свариваемых поверхностей. Это необходимо для качественного контакта с присадочным материалом или прутком.

4. Процесс сварки.

Присадочный материал подается в экструдер в виде прутка или гранул, где он нагревается до вязко-текучего состояния, затем перемешивается шнеком до получения гомогенной массы. Полученная масса передается в зону соединения сварочным башмаком, частично расплавляя свариваемые детали, соединяясь и перемешиваясь с разогретой и расплавленной поверхностью. 

На поверхность в зоне сварки производится необходимое давление с помощью сварочного башмака. Сила оказываемого давления, обычно, зависит от типа полимерного материала.

5. Остывание.

Процесс охлаждения шва происходит при естественных условиях. Не ускоряйте процесс искусственно, принудительное охлаждение может снизить прочность шва.

6. Контроль.

Производится проверка сформированного шва на предмет герметичности, прочности и однородности. Выявленные дефекты устраняются.

Экструзионная сварка полипропилена

В основном, для строительства трубопроводов из полипропилена (ПП) применяется сварка нагретым инструментом встык или нагретым инструментом в раструб. Однако же, эти методы не подходят для соединения толстостенных пластиковых деталей (резервуары, бочки). Для их соединения применяют метод экструзии.

В остальном, экструзионная сварка полипропилена никак не отличается от сварки других полимеров и производится по аналогичному принципу. Механизм работы такой же, как и у ПЭ, ПВХ, ПВДФ.

Единственное, не забывайте учитывать отличающийся температурный режим: температура подаваемого воздуха должна быть в диапазоне 250 – 300° С, а присадки – 210 – 240° С.

Итог 

Если вам интересна экструзионная сварка, то в нашем учебном центре вы можете пройти обучение. Наши преподаватели расскажут и покажут вам все тонкости работы с полимерами.

«Чтобы строить – надо знать, чтобы знать – надо учиться!»

ПОДАТЬ ЗАЯВКУ