Ремонт пластиковых деталей. Сварка пластмассы
|
Инструкция по сварке пластика
Ошибки при сварки пластика. В таблице представлены основные ошибки при сварке пластика.
Причина ошибок. Плохое проникновения прутка в шов/плохая адгезия. - Плохая подготовка шва для сварки.- Слишком большая скорость сварки/ температура слишком мала. - Сварка происходит не соответствующими материалами.- Нужно больше практики.
Подбор пластикового прутка для сварки. В своем большинстве в авто производстве используется термопластик. При нагреве термопластику можно придать форму или сварить его. Ниже приведены различные виды термопластика, каждый имеет свои параметры при сварке(см. таблицу температур при сварке), при сварке нужно подбирать соответствующий пруток.
| |||||
krepcraft.ru
Сварка пластмасс
Сварка пластмасс по сравнению с другими способами соединения деталей и узлов является наиболее технологичным способом, позволяет механизировать процесс сборки, увеличить его производительность и улучшить качество соединения. С помощью сварки получают неразъемные соединения деталей, узлов, изделий и строительных конструкций.
Сейчас сварка является одним из ведущих технологических процессов в современном строительстве при изготовлении и монтаже изделий и конструкций из пластмасс и материалов, покрытых пластмассами, от степени развития и совершенствования которой во многом зависит уровень технологии в строительстве.
Сейчас разработаны и применяются самые различные способы сварки, с помощью которых обеспечивается соединение деталей из всех до сих пор известных термопластов.
Сварка изделий и конструкций из термопластов осуществляется взаимной диффузией макромолекул в зоне сварки деталей, в местах контактов которых материал нагрет до размягченного состояния. При сварке с присадочными прутками взаимная диффузия макромолекул осуществляется между материалом свариваемых детален и присадочных прутков, а при многослойной сварке также и между присадочными прутками.
Процесс сварки осуществляется в узких температурных границах — ниже температуры разложения, но выше температуры размягчения.
При всех способах сварки при правильно установленном технологическом процессе основной, а также присадочный материал в зоне сварки нагревают до вязко-текучего состояния.
Технологический процесс сварки термопластов осуществляется за два перехода: первый — нагрев деталей или деталей и сварочного прутка в зоне сварки, второй — приложение механического усилия (сварочного давления) в зоне сварки, под действием которого образуется сварное соединение (сварной шов).
Принципиально сварка термопластов и материалов, покрытых пластмассами, всеми до сих пор известными способами идентична контактной сварке металлов методом сопротивления.
В последнее время разработан способ сварки реактопластов, сущность которого заключается в продолжении химической реакции отверждения. В реакции принимает участие связующее соединяемых поверхностей деталей в зоне сварки.
Установлено, что природа сварки различных отвержденных пластиков в каждом отдельном случае обусловлена механизмом отверждения их связующего. При конденсации отвержденных смол и на любом этапе отверждения в смоле сохраняется некоторое количество реакционно-способных функциональных групп, полное использование которых невозможно, так как поликонденсация является равновесным процессом (заканчивается как только в смоле установится равновесное состояние). Даже тепловая обработка готового изделия при высоких температурах не приводит к использованию всех функциональных групп.
Классификация способов сварки, применяемых для соединения деталей, узлов и конструкций из термопластов
Выбор способа сварки зависит от свойств термопластов, типа изделий и конструкций, сортамента применяемых пластмасс и т. д. Как и при сварке металлов, механизированные процессы являются более экономичными при крупносерийном и массовом производстве. Для сварки реактопластов применяют высокочастотную и ультразвуковую сварку (по литературным данным «химическую сварку»).Сварку пластмасс газообразными теплоносителями используют в строительстве сравнительно давно, в общем объеме производства сварных изделий и конструкций она занимает одно из первых мест. Этот способ наиболее универсален и маневрен, он нашел применение при изготовлении изделий и крупноразмерных заготовок в заводских условиях, а также в построечных условиях при монтаже сварных пластмассовых конструкций.
Сваркой газообразными теплоносителями выполняют все сварные соединения: встык, внахлестку, впритык (тавровые соединения), угловые, торцовые, с накладками, пробочные, отбортованные (совмещенные, стыковые, боковые), X-образные, V-образные, U-образные й др. Исходя из объемов производства сварных пластмассовых изделий и конструкций и их конструктивных особенностей, применяют те или иные виды сварки газообразными теплоносителями — ручную, полуавтоматическую, автоматическую с использованием приспособлений, способных эффективно работать с высокопроизводительным оборудованием. Сварные соединения чаще всего образуются за счет применения присадочных материалов. Беспрутковая сварка газообразными теплоносителями применяется для сварных конструкций из пленок. Для сварки пластмассовых листов этот способ пока не нашел большого практического применения. Хотя сварка газообразными теплоносителями по сравнению с другими способами менее производительна и экономична, она и в будущем будет применяться в строительстве в значительных масштабах там, где нельзя использовать более совершенные способы сварки: при изготовлении изделий из листовых пластмасс, выполнении потолочных и горизонтальных швов в монтажных условиях и т. д.
На второе место по масштабам применения в строительстве следует отнести контактную сварку, объем которой в выпуске сварных изделий и конструкций из пластмасс и материалов, покрытых пластмассами, довольно быстро увеличивается. В отличие от сварки газообразными теплоносителями при контактной сварке сварные швы образуются за счет соединения основного материала, в силу чего сварка выполняется без присадочных прутков и накладных полос.
Крупным преимуществом контактной сварки является также и то, что она легко поддается механизации и автоматизации.
При этом способе детали свариваются встык, внахлестку, вторец бесскосным соединением, при котором свариваемые кромки деталей в зоне сварки не скашиваются, т. е. без разделки кромок под сварку, за счет чего снижаются трудозатраты на выпуск сварных изделий и конструкций.
Разработка сварочных машин для термоимпульсной сварки значительно увеличила применение контактной сварки.
Высокочастотная сварка пластмасс и материалов, покрытых пластмассами, в общем выпуске сварных изделий и конструкций занимает третье место.
Этот способ сварки довольно широко применяется для нанесения на поверхности изделий букв, цифр, рисунков, орнаментов и т. д. Высокочастотная сварка — весьма эффективный способ изготовления изделий. При этом способе сварки обеспечивается быстрый нагрев деталей в зоне сварки и образование сварного шва с значительной скоростью.
При высокочастотной сварке, так же как и при контактной сварке, детали соединяются встык и внахлестку.
Ультразвуковую сварку, сварку трением и инфракрасным излучением применяют в строительстве в незначительных объемах. Наиболее перспективной является ультразвуковая сварка, которая обеспечивает при прочих равных условиях наиболее высокую производительность и сварку деталей малой толщины с деталями большой толщины.
Пластмассы Использование пластмасс в строительстве. Сварка пластмасс газообразными теплоносителями Также по теме: svarder.ru
Сварка пластмассы.
Пластмассовые изделия под воздействие механической силы или какой либо большой нагрузки могут сломаться, расколоться на куски или появятся трещины.
Сварка пластмассы поможет соединить куски вместе и заплавить трещины. Отремонтированное пластмассовое изделие может еще послужить вам долгое время. При поломки пластмассового изделия не стоит сразу выкидывать его на свалку, трещины, отколотые или треснутые части можно сварить или сплавить между собой феном при помощи горячего воздуха.
Если на пластмассовом изделии после удара образовалась вмятина, то для ее устранения применяется постепенное нагревание деформированной части поверхности, затем к ней прикладывается какое либо механическое усилие до тех пор, пока не восстановится первоначальная форма материала.
Сломанный пластмассовый предмет от которого откололись осколки при желании можно отремонтировать, сварить их вместе.
Сварка - пайка пластмассы.
Для получения монолитного, неразъемного соединения осколков поврежденной пластмассы применяется их сплавление - сварка. Для того чтобы сделать хороший ремонт пластмассового изделия своими руками лучше использовать фен с горячим воздухом затем производя сварку пластмассы - сплавить трещины или осколки вместе.
Такой метод является более надежным способом ремонта своими руками пластмассового изделия по сравнению склеивания или механическим крепежом.
Соединенные вместе при помощи фена для сварки пластмассы отколотые куски или заплавленые трещины по своей надежности не уступают новому материалу, это изделие может послужить вам еще какое то время.
Все что требуется для этого простого ремонта изделия своими руками нагревание пластмассовых материалов до нужной температуры, соединить - сплавить их вместе затем дать остыть. Для сварки пластмассы рекомендуется подобрать именно ту температуру при которой материал только плавится но не горит.
При сварке пластмассы феном с горячим воздухом важным моментом является нагревание материала до нужной температуры - температуры плавления.
Нагревая материал до температуры пластичности можно придать ему определенную форму или выправить деформированное место.
Так же применив такой способ можно сплавить отколотые осколки между собой или за плавить трещины в изделии.
Подготовка пластмассы.
В магазинах есть специальные фены, на которых присутствует устройство плавной регулировки температуры (от 50 до 650 градусов) и регулировка подачи воздуха.
Чтобы сделать хороший ремонт своими руками пластмассового изделия, перед тем как приступить к сварке осколков пластика или заварке трещины нужно зачистить будущий сварочный шов. Удалить пятна масла или жира, грязь, придать кромкам шва углубление до 4 мм. Подбирается электрод из пластика шириной 5 - 15 мм в зависимости от ширины шва или трещины на изделии. Электрод для сварки должен иметь такую же однородность какой имеет свариваемый материал.
Электроды для сварки пластмассы можно нарезать ножницами по металлу из любого ненужного пластмассового изделия но одной и той же однородности чтобы было совмещение материала.
Для проверки однородности материалов делают пробную сварку пластмассы.
Для этого нагревают феном электрод из пластика затем делают пробную сварку на поверхности ремонтируемого изделия для определения однородности - совместимости электрода и подлежащее ремонту основания. Нагревая основание и электрод до температуры плавления соединяют их вместе.
Если электрод скользит по основанию материала не прилипает тогда он не подходит для ремонта. Электрод считается однородным если он при пробной сварке пластмассы прилип к основанию материала и после охлаждения понадобится большое усилие чтобы его оторвать или совсем не оторвется.
Встречаются изделия к которым трудно подобрать электрод из такого же материала, в этом случае отрезается полоска с внутренней стороны ремонтируемой пластмассы или с места незаметного для глаз. Используя такой электрод производится сварка пластмассы до полного устранения дефекта.
Производя пробную сварку подбирают температуру нагрева и поток воздуха для оптимального плавления пластмассы. Для стабилизации температуры воздуха фен прогревают в течении 5 минут.
Сварка пластмассового изделия.
Сваривать пластмассы легче если края поврежденного участка скреплены между собой при помощи скрепляющей сварки - прихватками. С помощью прихваток феном фиксируют отколотые фрагменты на том месте где их нужно спаять вместе. Так же при помощи прихваток есть возможность исправить их деформацию.
В процессе сварки пластмассы феном электрод из пластика должен быть наклонен под углом в 45 градусов по отношению к основанию материала. Приложив электрод в зону плавления после его размягчения и основания пластмассы его нужно (не прилагая больших усилий) вдавливать в шов. При появлении наплыва электрод следует продвигать по шву до полного его заполнения.
При сварке пластмассы отдельные фрагменты материала можно соединять между собой в стык со скосом кромок под углом 45 градусов или внахлестку со скосом кромок или без скосов.
В зависимости от характера повреждения сварку пластмассы производят с внутренней и с наружной стороны.
Чтобы на лицевой стороне поврежденное место не было заметным, сварочный шов после ремонта изделия следует зачистить, загрунтовать и покрасить.
Как видим сварка пластмассы при помощи фена это простая операция но требующая определенных навыков. Перед тем как сделать хороший ремонт своими руками пластмассового изделия и набрать немного опыта можно потренироваться в сварке пластмассы на отдельных, ненужных фрагментах и научится подбирать однородность материалов.
www.stif555.ru
Сварка пластмасс Википедия
Сварка пластмасс — технологический процесс получения неразъемного соединения элементов конструкции за счет диффузионно-реологического или химического воздействия макромолекул полимера, в результате чего между соединяемыми поверхностями исчезает граница раздела и создается структурный переход от одного полимера к другому.
Диффузионно-реологический процесс взаимодействия свариваемых поверхностей деталей наиболее эффективно реализуется в стадии вязкотекучего состояния материала, когда молекулы имеют максимальную подвижность и наименьшую плотность упаковки. В некоторых случаях возможно достичь разрыхлений структуры полимера с помощью действия растворителя. Степень и скорость диффузии зависит от молекулярной массы и полярности звеньев полимеров. С их снижением скорость диффузии увеличивается.
Химическая сварка основана на создании химических связей между полимерными материалами. В отличие от склеивания при химическом сварке не создается самостоятельная непрерывная фаза. Материалы, которые не подлежат диффузионной сварке ( реактопласты, вулканизатов ) возможно соединять путем химического взаимодействия функциональных групп или с помощью присадочной материала, который близок по активности к свариваемых полимеров, при этом подогрев и давление создают необходимые условия для сварки, а присадочные материалы способствуют активации групп.
По способности к сварке все известные полимеры можно разделить на 4 группы.
- Первая группа — неориентированный термопласты с энергией активации вязкого течения значительно меньшей, чем энергия разрушения химической связи (не более 150 кДж / моль), температурным интервалом вязкотекучего состояния (Тд-ТТ> 50 ° C), вязкостью расплава 102-105 Па • с в интервале температур сварки. Эти термопласты хорошо свариваются. Сварка возможна с помощью различных методов в интервале температур, лежащий в широких пределах от температуры текучести до температуры деструкции. Полимеры лучше свариваются плавлением, в первую очередь относится к полиолефинy - полиэтилену высокого и низкого давления и полипропилену. Эти полимеры характеризуются низкой энергией активации вязкого течения (46-53 кДж / моль), имеют достаточно низкую температуру текучести (120-160 ° С), широкий интервал вязкотекучего состояния (> 50 ° C) сравнительно низкую вязкость расплава .
- Вторая группа — термопласты с энергией активации вязкого течения, которая близка к энергии разрушения химической связи, с узким температурным интервалом вязкотекучего состояния (<50 ° C) или сравнительно высокой вязкостью расплава (107-108 Па • с ). К этой группе относятся и ориентированы полуфабрикаты из всех известных термопластичных материалов. Все эти материалы плохо свариваются. Для обеспечения возможности их сварки плавлением нужно в каждом отдельном случае искать оптимальные способы и приемы. Эта группа термопластов наиболее распространена. К ней некоторые фторопласты и др.
- Третья группа — термопласты, энергия активации вязкого течения которых не превышает энергию химической связи, а также термопласты, вязкость расплава которых составляет 1011-1012 Па • с. Эти термопласты не могут быть переведены в вязкотекучее состояние, то есть невозможна из сварка плавлением. Образование сварных соединений таких термопластов делается за счет диффузных процессов на границе раздела, при условии, что необходимый для этого контакт осуществляется высокоэластичной деформацией материала. Диффузионная сварка осуществляется путем длительного контакта поверхностей.
- Четвертая группа — реактопласты и вулканизаторы (полимеры, которые невозможно соединить с помощью диффузионной сварки). Они свариваются в результате химического взаимодействия молекул полимеров, спровоцированной подогревом, давлением или введением в зону сварки сшивающего агента.
Методы сварки
Разработаны специальные методы сварки пластмассовых изделий. К ним относятся:
Горячая газовая сварка
Горячая газовая сварка, также известная как сварка горячим воздухом, представляет собой сварку с использованием тепла. Разработана тепловая пушка, которая производит струю горячего воздуха, который смягчает обе части соединяемых материалов из пластика. (Сварка ПВХ с акрилом является исключением из этого правила.)
Горячая газовая сварка воздуха представляет собой распространенный метод изготовления таких изделий, как химические цистерны, емкости для воды, теплообменники и водопроводная арматура.
При сварке тканей и пленок не может использоваться присадочный пруток. Два листа пластмассы нагреваются с помощью горячего газа (или нагревательный элемент ), а затем соединяются. Этот быстрый процесс сварки может выполняться непрерывно.
Термосваривание
Термосваривание - процесс сварки одного термопластичного материала с другим аналогичным материалом с использованием тепла и давления. Термосваривание используется для многих применений, включая соединители, термоактивированные клеи и др.
Экструзионная сварка
Экструзионная сварка используется для производства длинных сварных швов в одном проходе. Этот метод предпочтителен для соединения материала толщиной более 6 мм. Сварочный стержень всталяется в миниатюрные ручные пластиковые экструдеры и выдавливается из экструдера в местах соединения. Места соединений размягчаются струей горячего воздуха.
Высокочастотная сварка
Некоторые пластмассы, такие как ПВХ, полиамиды (ПА) и ацетаты могут быть нагреты высокочастотными электромагнитными волнами. Высокочастотная сварка использует это свойство для размягчения пластмасс при их соединении. Нагревание локализовано, процесс сварки может быть непрерывным.
Радиочастотная сварка используется с 1940 - х годов. Этим методом сварки свариваются ПВХ, полиуретан, нейлон и др.
Индукционная сварка
Используется для сварки пластмасс, имеющих плохую электропроводность. При этом в место соединения вкладывается материал, имеющий высокую электропроводность - металлы или углеродные волокна. Сварочный аппарат содержит индукционную катушку, которая запитывается с высокочастотным электрическим током. Ток генерирует электромагнитное поле, которое действует на проводящие вкладки заготовки. В них проходит резистивный нагрев с помощью индуцированных токов, называемых вихревыми токами. Индукционная сварка широко используется в например авиационно - космической промышленности.
Ультразвуковая сварка
В ультразвуковой сварке используется высокая частота (15 кГц до 40 кГц) с низкой амплитудой колебаний для создания тепла путем создания трения между материалами, подлежащих соединению. Ультразвуковой сваркой можно сваривать практически все пластмассы.
Сварка трением
При сварке трением, две части свариваемого материала воздействуют механическими колебаниями на более низкой частоте (обычно 100-300 Гц) с более высокой амплитудой (от 1 до 2 мм), чем при ультразвуковой сварке. Трение создает высокую температуру, которая плавит контактные зоны между этими частями. В пластмассах формируются слои, которые переплетаются друг с другом. По завершении движения вибрации обе части остаются скрепленными до сварного соединения. Движение трения может быть линейным или круговым.
См. также: Вращательная сварка
Лазерная сварка
При лазерной сварке две свариваемые части ставятся под давлением. В это время происходит движение лазерного луча вдоль соединительной линии. Луч проходит через первую часть и поглощается другой частью или непрозрачным покрытием, чтобы произошло выделение достаточного количество тепла для смягчения пластмасс и созданий сварного шва.
Для сварки используются полупроводниковые лазерные диоды с длинами волн в диапазоне от 808 нм до 980 нм. и уровнями мощности от 1 Вт до 100 Вт в зависимости от вида материалов, его толщины и желаемой скорости процесса.
Сварка растворением
Сварка проходит с использованием растворителя, который применяется для растворения полимера при комнатной температуре. Во время растворения пластмассы полимерные цепи свободно перемещаются в жидкости и смешиваются с другими растворенными цепями. Со временем цепи теряют подвижность. Формируется твердая масса перепутанных полимерных цепей, которые образует сварной шов.
Этот метод обычно используется для сварки пластиковых труб в бытовой сантехнике.
Литература
- ГОСТ Р ИСО 17659-2009 Сварка. Термины многоязычные для сварных соединений. — М.: ФГУП «Стандартинформ», 2009.
- J. Alex Neumann and Frank J. Bockoff, "Welding of Plastics", 1959, Reinhold publishing.
- Safety in the use of Radiofrequency Dielectric Heaters and Sealers, ISBN 92-2-110333-1
- Michael J. Troughton, "Handbook of Plastics Joining, A Practical Guide", 2nd ed., 2008, ISBN 978-0-8155-1581-4
- Tres, Paul A., "Designing Plastic Parts for Assembly", 6th ed., 2006, ISBN 978-1-5699-0401-5
Ссылки
wikiredia.ru
Ремонт пластиковых деталей
На главную В мастерскую
Ремонт пластмассовых деталей
В современном автомобиле множество запчастей изготовленных из пластмассы. Само собой что по ряду причин иногда они ломаются. Самое досадное в данной ситуации то что наряду с высокой ценой их довольно проблематично купить, даже под заказ. Может конечно повезти и нужная запчасть найдется на авторазборке, но чтобы не зависеть от случая будет не лишним освоить их ремонт в "домашних условиях".
Прежде чем начать разговор о собственно ремонте, давайте определимся с некоторыми терминами и понятиями принятыми в данной сфере деятельности.
Полимеры (от греч. polys — многочисленный, обширный и meros — доля, часть) — вещества, молекулы которых состоят из большого числа повторяющихся звеньев. Пластические массы (пластмассы, пластики) — материалы, представляющие собой композицию, связующую основу которой составляет полимер. Они могут содержать наполнители, пластификаторы, стабилизаторы, пигменты и др. В зависимости от характера превращений, происходящих в полимере при формовании изделий, они подразделяются на термопласты и реактопласты. Для производства пластиковых бамперов используются оба вида пластмассы. Термопласты (термопластичные пластмассы) — материалы, сохраняющие способность многократно плавиться при нагревании. Поэтому детали, изготовленные из термопласта, поддаются сварке. Реактопласты (термореактивные пластмассы) — материалы, в которых при формовании изделия происходят необратимые химические реакции, приводящие к потере способности плавиться при нагревании. Они стойки к растворителям или незначительно набухают под их воздействием. Детали из этого вида пластмасс НЕ поддаются сварке. Адгезия (от лат. adhaesio — прилипание) — способность одного материала удерживаться на другом при различных механических и климатических воздействиях. Например: лакокрасочного покрытия на стали, клея на пластмассе и т.д.
Виды повреждений, которые могут получить пластиковые детали: Царапины — несквозные дефекты поверхности в виде борозд. Бывают поверхностные — нарушающие только лакокрасочное покрытие (ЛКП), и глубокие, из-за значительной глубины которых при дальнейшей эксплуатации возможно образование трещин.Вмятины — изменение формы поверхности (деформация) из-за местного растяжения пластмассы. Трещины — узкие сквозные повреждения различной длины и конфигурации. Они не только снижают прочность и жесткость конструкции, но и увеличивают свою длину ("растут") под действием вибрации. Проломы — сквозное разрушение, при котором происходит отламывание фрагментов и образуется отверстие.
Определение типа полимера
Первым делом необходимо определится к какому типу пластмасс принадлежит материал, из которого изготовлена наша деталь. Полимер обозначают с помощью буквенного кода на внутренней стороне детали (в большинстве случаев).
Как наиболее часто встречающиеся можно выделить следующие типы:ABS - Акрилонитриловый бутадиен стирол (очень часто из этого материала сделан обвес мотоциклов и мопедов)PA - ПолиамидPC - ПоликарбонатPE - ПолиэтиленPP - ПолипропиленPP/EPDM - Полипропиленовая/ этилен-пропиленовая резинаPС/PВТ - Поликарбонат/терефталат полибутилена PBT/PC - Терефталат полибутилена/ поликарбонат PUR - ПолиуретанGF - Усиленный стекловолокном
При отсутствии маркировки тип пластмассы можно определить косвенно. Для этого используют отломившийся кусок или отделяют его в малозаметном месте. Дальше плавим- поджигаем - смотрим и вдыхаем "аромат":
ABS - Хрупкий, при попытке согнуть изгиб белеет. Переход из твердой фазы в жидкую происходит очень быстро. Очень текучий. При перегреве пузырится. Сильно коптит. Пламя со вспышками, оранжевым пламенем. Запах, как каучук. Не гасит себя. Легко растворяется в ацетоне. PA - При попытке согнуть изгиб белеет. Плавится тяжело, вязкий. Горит плохо. Пламя с желтым цветом, синим в основании и вспышки пламени. Тает и пенится. Резкий запах, как муравьиная кислота. Гасит себя. Не растворяется. PC - Пламя со вспышками, желтым огнём и пылающим пеплом. Запах карамели. Частично гасит себя. PE - Пламя с ясным пламенем, синим в основании, желтой вершиной, капли во время горения и запах, как стеарин. Не гасит себя. PP - Гибкий и прочный на разрыв. Размягчается по мере нагрева. Горит почти без копоти. Пламя с ясным пламенем, синим в основанием, желтой вершиной, капли во время горения. Запахи, как нефть или воск. Не гасит себя. Не растворяется.
В принципе, через некоторое время, необходимость в поджигательстве пропадает - с опытом вы научитесь уже по внешнему виду определять большинство типов пластмасс, а также стоит или нет затевать ремонт :-)
Выбор вида ремонта.
От характера повреждения детали и ее материала зависит способ ремонта. Если царапины неглубокие и нарушают только лакокрасочное покрытие (ЛКП), ремонт сводится к восстановлению внешнего вида. Глубокие царапины зашпаклевывают перед покраской. В тех случаях когда из-за значительной глубины повреждения при дальнейшей эксплуатации возможно образование трещин, дефект подвергают сварке или склеиванию.
Ремонт нагревом
Используется для устранения вмятин на термопласте. После постепенного прогрева деформированной поверхности(желательно чтобы температура не превышала 200 градусов), прикладывается механическое усилие до восстановления первоначальной формы изделия. Не рекомендуется откладывать ремонт, особенно в теплое время, так как пластмассе будет сложнее придать первоначальную форму.
Склеивание
Это процесс создания неразъемного соединения за счет адгезии клеящего состава (клеевой композиции) к соединяемым деталям.
Ремонт склеиванием не менее распространен, чем сварка, и является единственно возможным способом ремонта изделий из термореактивных пластмасс. Использование современных клеевых композиций позволяет ремонтировать как термопласты, так и реактопласты.
Клеевые композиции (клеи) для ремонта пластмассовых деталей представляют в своем большинстве высокомолекулярные соединения, которые после затвердевания превращаются в полимерный материал.
Правильный выбор клея необходим для высокого качества ремонта. Это обеспечит лучшую адгезию клеевой композиции к данному типу пластика и одинаковые физические свойства материалов бампера и шва после его отвердения. Для проверки желательно производить контрольное склеивание. (более подробно данный вид ремонта рассмотрен в статье Ремонт пластикового бампера)
Сварка
Процесс получения неразъемного соединения фрагментов (осколков) поврежденного участка путем их местного сплавления. Сварка — более прочный способ ремонта, чем склеивание, поэтому она предпочтительнее для изделий из термопластов. Этот вид ремонта мы разберем более подробно.
Сварка пластмасс
Формально ничего сложного в сварке пластмассы нет. Нагрел до нужной температуры, соединил, дал остыть. Однако важный момент - нагрев до нужной температуры. Я бы выделил такие градации нагрева:
1. Нагрев до температуры пластичности - материалу можно придать определенную форму, изгиб в нужном направлении. 2. Нагрев до температуры плавления - можно сваривать поврежденные участки, добавлять недостающие вставки. 3. Нагрев до температуры разрушения - материал после этого остынет и внешне вам даже будет казаться что процесс пайки увенчался успехом, однако шов будет хрупким и будет содержать продукты разложения пластмассы - что естественно скажется на его прочности.
Тип материала |
Температура плавления, градусы |
Температура разрушения пластика, градусы |
Рекомендуемая температура сварки, градусы |
| ABS | 350 |
380-400 |
350-370 |
| PA | 400 |
450-470 |
400-440 |
| PC | 350 |
380-400 |
350-370 |
| PE(мягкий/твердый) | 270/300 |
||
| PP | 300 |
350-370 |
300-340 |
Обычно проблемы с перегревом случаются при сварке-пайке обычным паяльником, поскольку невозможно строго выдержать нужную температуру, кроме того немалую роль играет температура окружающей среды. Так надежно спаять деталь из ABS паяльником у меня не получалось, но однажды осенью, когда похолодало, спаял на ура. Мощность паяльника осталась неизменной, а часть тепла шла на "борьбу с похолоданием". Вот и получилось что эффективная температура как раз в пределах допуска температуры плавления. Хорошо паяется паяльником полиамид, результат вполне надежный. Полипропилен пережигается, но результат тоже сносный. ABS я бы не советовал ремонтировать используя паяльник.
А так вообще незаменимый инструмент. Только нужно чтобы был достаточно мощный (я использую 100W), и с загнутым жалом, чтобы можно было разравнивать расплавленный пластик. Не лишним будет и старый добрый выжигатель по дереву, когда нужно сделать тонкую работу, без него не обойтись, да и температура там регулируется. По большому счету мелкие и несложные дефекты можно устранить этими инструментами, для более сложных и запущеных случаев понадобится специальный инструмент - фен (термовоздуходувка). В магазинах много строительных фенов, они нам не подойдут. Поскольку обычно у них только две температуры 350/550 и нерегулируемая подача воздуха. Специальный фен имеет плавную регулировку температуры и подачи воздуха, ну и цену на порядок больше чем у строительного фена. Профессиональные термовоздуходувки (Leister, Steinel) не совсем напоминают фен, легкие и удобные в использовании, единственный недостаток - высокая цена.
Я для себя решил эту проблему купив полупрофессиональный фен Steinel 2310LCD, с плавной регулировкой (шаг 10 градусов) от 50 до 650 градусов, и регулировкой потока воздуха.
Кроме фена понадобятся также насадки для сварки.
Редукционная насадка, насадка для быстрой сварки, шлицевая насадка
Сварка происходит так. Деталь зачищают по обе стороны от будущего сварного шва на ширину 15 мм. Концы трещин засверливают для предотвращения их роста, а кромкам придают V-образный профиль с углом 90° глубиной до 5 мм например специальной фрезой.
Подбирают присадочные прутки из пластика соответствующего состава - идентичного материалу детали. Желательно производить пробную сварку для проверки однородности (совместимости) материалов прутка и детали, а также для подбора температуры нагрева, скорости перемещения фена и усилия вдавливания. В течение 5-10 минут прогревают фен, чтобы температура горячего воздуха стабилизировалась. А вы пока складываете из обломков всю "картинку". Обломки проще всего закрепить в нужном положении при помощи специальных струбцин-прищепок. Чтобы облегчить начальную стадию сварки, нужно заострить конец прутка.
При сварке нужно наклонить пруток под углом 45° (или использовать насадку для быстрой сварки) и придавливать его в сторону шва с усилием. Поток горячего воздуха направлять больше в сторону прутка припоя.
Термопласты не имеют явно выраженной точки плавления, а постепенно переходят из твердого состояния в вязкотекучее. Поэтому для получения сварного шва необходимо упереть пруток в зону плавления и после размягчения пластика вдавить в шов до требуемого сечения. Для сохранения первоначальных свойств пластика нагрев при сварке должен быть кратковременным и производиться потоком воздуха строго определенной температуры. Сварку проводят в два этапа. Сначала скрепляют края поврежденного участка с помощью предварительной (скрепляющей) сварки. Она позволяет зафиксировать взаимное положение соединяемых фрагментов и исправить их небольшую деформацию. Для облегчения операции используют струбцины. Скрепляющая сварка выполняется короткими швами (прихватками) по всей длине будущего соединения. После нее производят окончательную сварку. Получаемый шов должен незначительно возвышаться над свариваемой поверхностью и быть гладким. В зависимости от характера повреждения и доступности места ремонта сварку производят с внутренней или лицевой стороны. При толщине стенки 5 мм и более — с двух сторон. После того как место сварки остынет производим окончательную доводку и подготовку под покраску - шлифуем (начинаем с наждачки 100-120, потом 180, доводка 320), шпаклюем (специальной шпаклевкой для пластмассы). Дальше красим и пользуемся. Как видите процесс не особо сложный, но позволяющий сэкономить и деньги и время.
Дополнительные материалы:Сварка горячим воздухомСварка пластмассовых автодеталей (Leister) Справочник по сварке и склеиванию пластмасс.
В статье использовались материалы с сайтов http://www.scs.clan.su и http://vitz.ru, а также материалы руководства по сварке пластмассовых автодеталей аппаратом горячего воздуха Leister Triac "S".
Используются технологии uCoz
car-vik.narod.ru
Реферат Сварка пластмасс - Сварка пластмасс.doc
Доступные файлы (1):
Сварка пластмасс.doc
Реклама MarketGid: Содержание.1. Введение…………………………………………………………….3
2. Схема электрической горелки……………………………………...5
3. Сварка нагретым инструментом.
Сварка экструдируемой присадкой………………………………...6
4. Сварка излучением.
Сварка нагретым клином……………………………………………7
5. При прессовой сварке………………………………………………8
6. Роликовая сварка……………………………………………………9
7. Сварка ленточная…………………………………………………...10
8. Сварка ультразвуком ………………………………………………11
9. Схема получения труб методом экструзии
Схема получения тонких плёнок раздувом……………………….1210. Библиографический список……………………………………….132Введение.
Развитие сварки пластмасс в СССР началось я 60-е годы; в последние годы освоена сварка основных термопластов, применяющихся для изготовления изделий и конструкций различного назначения. Значительная работа проведена в области механизации и автоматизации процессов сварки, разработаны и применены новые способы сварки. Теоретической основой для научной разработки оборудования и технологии сварки пластмасс стали исследования механизма образования сварных соединений материалов на основе полимеров. Первые фундаментальные исследования механизма образования сварных соединений из термопластов были выполнены советскими специалистами под руководством проф. С. С. Воюцкого. а затем развиты в работах других исследователей. В настоящее время организованы десятки специализированных участков и цехов, где успешно применяются наиболее эффективные способы сварки, а сама сварка стала важным и самостоятельным технологическим процессом. В значительно меньших объемах, чем сварка, при изготовлении изделий и конструкций из пластмасс применяется склеивание. Эффективны клеевые соединения при строительстве трубопроводов из поливинилхлорида и конструкций из листовых стеклопластиков.
Производительность применяемых в настоящее время способов сварки пластмасс, а значительной степени может быть повышена за счет механизации и автоматизации вспомогательных операций, а также за счет совершенствования сварочного оборудования.
Основными направлениями зкономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на nepuод до 2000 годa поставлена задача увеличить применение в машиностроении прогрессивных конструкционных материалов — проката из низколегированной стали, гнутых, фасонных и точных профилей, металлических порошков и пластмасс.
Заключительным этапом при изготовлении изделий и конструкций из пластмасс является сборка. Доля затрат на ее выполнение может составлять от 30 до 70% общей стоимости производства изделий и конструкций. Я связи с этим развитие различных способов соединения пластмасс, среди которых наибольшее применение нашли сварка и склеивание, имеет большое народнохозяйственное значение.
3
| Название пластмасс | Формула | Свойства | Применение |
| Полиэтилен | (-Ch3-Ch3)n | Термопластичен. При нагревании размягчается - можно вытянуть нити. Горит, синим пламенем, при этом плавиться, и образует капли. Пластичен, эластичен, прочен, тонкие пленки прозрачные, не пропускают ультрафиолетовые лучи; обладает электроизоляционными свойствами, устойчив к действию щелочей любых концентраций, органических кислот, концентрированной соляной и плавиковой кислот; сравнительно стоек к радиоактивным излучениям. При t0 выше 80 0C растворяется в алифатических и ароматических углеводородах и их галогенопроизводных. | Идет на изготовление пленок, труб, профилированных изделий, изоляции проводов и кабеля, емкостей, гальванических ванн, санитарно-технических изделий, волокон и др., широко применяется в различных областях техники, сельском хозяйстве и быту. |
| Полипропилен | (-Ch3-CH-)n
Ch4 | Термопластичен. Обладает свойствами высокой ударной прочности, высокой стойкости к многократным изгибам, низкой паро- и газопроницаемости; хороший диэлектрик, плохо проводит тепло, не растворяется в органических растворителях, устойчив к воздействию кипящей воды и щелочей, но темнеет и разрушается под действием HNO3, h3SO4 ихромовой смеси. Обладает низкой термо- и светостойкостью. | Из пропилена изготавливают волокна и пленки, сохраняющие гибкость при 100-1300 С, пенопласт, детали машин, профилированные изделия, трубы, различную арматуру, контейнеры, бытовые изделия и др. |
| Поливинилхлорид | (-Ch3-CH-) n
Cl | Термопластичен. При нагревании размягчается. Горит небольшим пламенем, образуя черный хрупкий шарик. При горении чувствуется острый запах. Достаточно прочен, обладает хорошими диэлектрическими свойствами. Ограниченно растворим в кетонах, сложных эфирах, хлорированных углеводородов. Устойчив к действию влаги, кислот, щелочей, растворов солей, промышленных газов, бензина, керосина, жиров, спиртов. Стоек к окислению и практически негорюч, обладает невысокой теплостойкостью. | Применяется для производства искусственной кожи, плащей, клеенки, труб, изоляционного материала для электрических проводов, стройматериалов. |
| Полистирол | (-Ch3-C)n
C6H5 | Термопластичен. Хороший диэлектрик, влагостоек, легко окрашивается и формуется, химически стоек, растворяется в ароматических и хлорированных алифатических углеводородах, физиологически безвреден, однако для полистирола характерны сравнительно низкая теплостойкость и значительная хрупкость. | Используют для изготовления предметов бытовой техники и домашнего обихода, упаковки, игрушек, фурнитуры, пленки, для получения пенопластов. |
| Полиметилметакрилат |
(-Ch3-C -C
H | Исключительно прозрачен, обладает высокой проницаемостью для лучей видимого и ультрафиолетового света, хорошими физико-механическими и электроизоляционными свойствами, атмосферостоек, устойчив к действию разбавленных кислот и щелочей, воды, жиров, спиртов и минеральных масел. Физиологически безвреден и стоек к биологическим средам. Размягчается при температуре несколько выше 1200 С и легко перерабатывается. | Используется в транспортном машиностроении, авиационной и светотехнической промышленности, строительстве и архитектуре, приборостроении, для изготовления вывесок и реклам, бытовых изделий и др. |
на рис. 1. Воздух под давлением со скоростью 25….30 м/с проходит через многоканальную трубку 4 с расположенной на ней (или в ней) спиралью 5 выходит через наконечник 2 и сменное сопло 1. Имеется возможность регулирования скорости подачи воздуха и рабочей температуры выходящего из сопла газа.
Рис. 1. Схема электрической горелки для сварки пластмасс:
1- сменное сопло; 2- наконечник; 3- кожух;
4- многоканальная трубка; 5- спираль.
5Сварка нагретым инструментом является наиболее универсальной для соединения различных изделий из термопластов (плёнок, листов, труб, лент, профилей и др.). Обычно при сварке этим способом присадочный материал не применяется. Основным типом сварного соединения при стыковой сварке нагретым инструментом является такое, у которого плоскость кромок перпендикулярна к поверхности заготовок, но иногда применяются соединение на «ус». Листы и плиты на всю длину сваривают за один цикл.
Рис. 2. Электронагревательный инструмент для стыковой сварки:
1 – нагревательная плита; 2 – ТЭН; 3 – терморегулятор; 4 – корпус;
5 – рукоятка; 6 – кабель питания. Сварка экструдируемой присадкой.
Поэтому способу сваривают стыковые или нахлёсточные соединения большой протяжённости с использованием экструдируемого присадочного материала. Этот материал обычно имеет круглое сеченье. Предварительный подогрев свариваемых кромок позволяет на 20 – 30 0С снизить температуру присадочного материала по сравнению со сваркой без предварительного подогрева соединяемых поверхностей.
По наиболее типовой схеме присадочный материал непрерывно поступает из экструдера в зону соединения, где отдаёт своё тепло соединяемым поверхностям и вместе со свариваемыми деталями проходит между обжимными роликами (рис. 3)
Рис. 3. Сварка расплавом, получаемым экструзией:
1 – экструдер; 2 – расплавленный присадочный материал; 3 – свариваемые плёнки;
4 – прижимные ролики; 5 – сваренный материал. 6
Сварка излучением подразделяется на сварку инфракрасным излучением (ИК - излучением), световыми лучами и лазерным излучением.
Отличительными особенностями сварки излучением являются отсутствие при нагреве прямого контакта между поверхностью излучателя и нагреваемой поверхностью; возможность в широких пределах управлять режимами нагрева, изменяя мощность излучения и поглощающую способность облучаемого материала.
При сварке излучением могут облучаться соединяемые поверхности или поверхности, которое являются наружными по отношению к сварочной зоне (рис. 4.) 
Рис. 4. Способы сварка полимерных материалов излучением:
а – подвод излучения к наружной по отношению к сварочной зоне поверхности;
б – подвод излучения к соединяемым поверхностям; 1 – источник излучения; 2 – свариваемый материал; 3 – прижимной ролик; 4 – прокладка;
5 – прозрачная для излучения опора.
Сварка нагретым клином применяется преимущественно для получения нахлёсточных соединений плёнок из термопластов, а также стыковых соединений с накладкой. При этом способе свариваемые поверхности соединяемых плёнок разогреваются до температуры вязкотекучего состояния с помощью клиновидного нагревательного инструмента, входящего в щель между двумя плёнками, после чего плёнки сжимаются по местам сварки с помощью валиков или роликов, которые одновременно перемещают свариваемые изделия и охлаждают сварной шов (рис. 5).
Рис.5. Схема сварки нагретым клином нахлёсточных соединений плёнок:1 – свариваемые плёнки; 2 – клиновидный нагревательный инструмент; 3 – прижимной ролик; 7
4 – сварной шов; 5 – транспортирующий ролик.
При прессовой сварке, как правило, используют нагретый инструмент с большей теплоёмкостью (в последнее время начали применяться малоинерционные ленточные нагреватели), а сварка осуществляется шаговым способом на специальных прессах, позволяющих создавать необходимое сварочное давление.
Рис. 6. Схема прессовой сварки с нагревательным инструментом без охлаждения (а) и с охлаждением (б) боковых зон шва:
1 – нагреватель; 2 – теплоизоляционная пластинка; 3 – разделительная прокладка;
4 – свариваемые изделия; 5 – охлаждаемый элемент.
Типы швов и размеры конструктивных элементов должны определяться, исходя из толщины материала, типа армировки, типа и толщины полимерного покрытия, величины исходной межслоевой прочности полимерного покрытия и армирующей основы, технических требований к соединениям.
Рис. 7. Схема термоимпульсной сварки полимерных плёнок:
1 – плёнки; 2 – нагреватель; 3 – тепло и электроизоляция; 4 –антиадгезионная прокладка;
5 – подвижная губка; 6 – эластичная подложка; 7 – неподвижная гибкая; 8 – сварной шов.
8
Роликовая сварка (рис. 8) применяется для соединения полимерных плёнок при необходимости получения непрерывного шва значительной протяжённости.
Рис. 8. Схема роликовой сварки с односторонном нагревом:1 – свариваемые плёнки; 2 – прижимной ролик; 3 – сварной шов; 4 – нагретый ролик.Для ручной сварки неармированных полимерных плёнок предназначен ролик
ВНИИСТ-3 (рис. 9)Р
ис. 9. Ролик ВНИИСТ-3 для ручной сварки плёнок: 1 – нагревательная спираль; 2 – подвижный диск;
3 – неподвижный диск; 4 – несущая вилка с осью;
5 – рукоятка.
Основное соединение плёнок – нахлёсточное. Возможны и другие конструкции соединений, применяемых в основном для армированных плёнок
( рис. 10).
Рис. 10. Типы соединений плёночных материалов при прессовой сварке:а – нахлёсточное; б – нахлёсточное с одной накладкой; в – нахлёсточное с двумя накладками;
г – стыковое с накладками; д – стыковое с двумя накладками; е – рантовое; ж – рантовое с накладкой. 9
Р
ис. 11. Сварочный аппарат установки ПЭСУ-2000:
1 – электродвигатель экструдера;
2 – загрузочная воронка; 3 – шнек;
4 – цилиндр; 5 – датчик температуры;
6 – насадка; 7 – электронагреватель; 8 – упор; 9 – редуктор экструдера; 10 – шарнир;
11 – шасси;
12 – подпружиненная пластина с прорезями; 13 – редуктор тележки;
14 – электродвигатель тележки;
15 – захват с направляющей; 16 – ручка;
17 – щиток управления; 18 – тумблер.Сварка плёнок машиной ПСМ-1 должна производиться на ровном и жёстком основании с помощью направляющей планки, устанавливаемой вдоль сварного шва и служащей для перемещения машины в процессе сварки.
Сварка ленточная.
Применение нагревательного инструмента в форме лент даёт возможность охлаждать свариваемое изделие в процессе сварки перед снятием давления, для этого последняя зона, через которую проходит материал, снабжается охлаждающим устройством (рис. 12), что значительно повышает качество и производительность сварочных работ.
Рис. 12. Схема ленточной сварки полимерных плёнок с двусторонним подогревом:
1 – свариваемые плёнки; 2 – стальная лента; 3 – нагреватель;
4 – охлаждающее устройство; 5 – сварной шов. 
Рис. 12а. Сварочный полоз УСП-9:
1 – клемма; 2 – ролик; 3 – тумблер; 4 – металлическая лента; 5 – рукоятка;
6 – регулировочная гайка; 7 – корпус; 8 – пружина; 9 – электрокабель.
10
При сварке пластмасс ультразвуком (рис. 13) свариваемые материалы 2 зажимаются между подвижной опорой 1 и концом волновода – конденсатора 3. Сварка происходит в момент подключения обмотки вибратора 4 к ултразвуковому генератору 5. Придав наконечнику волновода – конденсатора соответствующую конфигурацию, можно производить контурную сварку, в том числе и в труднодоступных местах.
Рис. 13. Основной узел ультразвуковой сварочной машины
1-подвижная опора; 2- свариваемые материалы;
3- волновод-конденсатор; 4-вибратор;
5- ультразвуковой генераторДля сварки пластмассовых труб в трассовых условиях могут также применяться: механизированные установки.
Рис. 14. Установка УСТТ – 110 для стыковой сварки пластмассовых труб:
а – центратор; б – блок управления с нагревательным инструментом;
1 – рычажная система; 2 – индикатор давления; 3 – манометр; 4 – зубчатый сектор;
5 – зажимной винт; 6 – верхняя откидывающаяся полуобойма;
7 – нижняя фиксированная полуобойма; 8 – направляющая; 9 – торцующее устройство;
10 – захват для зажима соединительных деталей; 11 – упорный кронштейн; 12 – рама;
13 – неподвижные зажимы; 14 – подвижный зажим;
15 – блок управления; 16 – нагревательный инструмент; 17 – кассета.11
Рис. 15. Схема получения труб методом экструзии:
1-охлаждающее устройство; 2- калибрующий мундштук;
3-дори; 4- фильер; 5- рабочий цилиндр; 6- нагреватель; 7- червяк; 8- бункер.Для изготовления труб большого диаметра используются экструзионно- обмоточные станки, в которых выходящая из экструдера гладкая или профилированная лента наматывается по спирали на вращающийся цилиндр и затем сваривается внахлёст. Сварка может осуществляться как за счёт подогрева цилиндра (сплавление полимеров, резины и др.) так и с помощью сварочного оборудования. При этом способе в качестве армирующего материала также возможно использование лент на тканевой, сетчатой и других основах.
Д
ля получения тонких плёнок используют метод раздува горячей цилиндрической заготовки, поступающей из экструдера или щелевой головки (рис 16). Внутрь трубчатой заготовки подаётся под определённым давлением сжатый воздух, деформирующий её во всех направлениях до определённой толщины, плёнка отверждается на воздухе, обжимается валками и поступает на приёмный барабан. Для изготовления многослойных и армированных плёнок применяют метод соэкструзии, при котором используется несколько шнековых экструдеров, работающих на одну общую рабочую головку.
Рис. 16.Схема получения тонких плёнок раздувом:1- бункер; 2- шнековый экструдер; 3- щелевая головка; 4- плёнка; 5- бесконечная лента; 6- обжимные валики; 7- приёмный барабан.12
Библиографический список.
- Крикунов И.И. Некрасов Ю.И. «Газовая сварка пластмасс»
- Шестопал А.Н. Васильев Ю.С. Минеев Э.А. – К. Техника, 1986г
gendocs.ru
