Сварка пластмасс

Какие могут возникнуть дефекты при сварке

Самым большим дефектом при проведении сварки считается непровар. Сварщики, у которых случаются такие огрехи, не допускаются к работе на трубопроводах. Неаккуратность швов и их провисание, а также другие мелкие дефекты случаются при нарушении технологии сварки. Для их предотвращения работа должна выполняться с соблюдением следующих условий:

сварка выполняется короткой дугой на минимальном токе;
отрыв электрода допускается только при замене;
тщательный подбор тока;
правильная подготовка труб;
проведение работы прокаленными электродами;
место сварки должно быть защищено от ветра и осадков;
использование качественного оборудования и электродов.

При освоении этого вида сварки главное научиться наплавлять корень шва. Для тренировки можно взять две металлические пластины толщиной 10 мм и прихватить с зазором, не забывая о подготовке стыка. Закрепляя их под разными углами, отрабатывают навыки сварки на просвет по горизонтали, вертикали, потолке.

Сварка пластика с использованием растворителей

Существует еще один тип сварки для полимеров, при использовании растворителей. Для этого специалисту потребуется выполнить определенный ряд действий: смачивание свариваемых краев в растворителе, ожидание пока материал разбухнет под химическим действием и станет мягким, использование давления для сцепления и отвердевания сварочного шва. Такой вид сварки используется совокупно с аморфными полимерами, которые хорошо подходят для этой задачи. Материалы имеющие кристаллическую структуру, как правило, также имеют высокую сопротивляемость растворителям.

Для смачивания двух поверхностей, как правило, используют обычную губку или другой, схожий материал. Количество растворителя не должно быть большим, чтобы не вызывать разрушающих материал подтеков. Сразу после смачивания и размягчения, обе поверхности должны быть немедленно присоединены друг к другу. Иногда также используют дополнительный нагрев для ускорения испарения растворителя. В целом, сварка пластиков методом растворителей проста и дешева, однако из-за ядовитых паров от самих растворителей, применяется редко, фактически, только в тех случаях, когда другие методы не работают.

Устройство термофена

Изготавливаемый самостоятельно фен для пайки микросхем в общем случае собирается из следующих доступных компонентов:

вентилятор подходящего типа, играющий роль формирователя воздушного потока;
электронагреватель, предназначенный для термического нагрева фена;
корпус с воздуховодом и специальные насадки, обеспечивающие формирование нагретой струи с заданными параметрами;
два блока, предназначенные для раздельного питания вентилятора и элементов нагревателя.

Читать также: Видео урок сварки электродом

Мощности самодельного фена для пайки должно быть достаточно для получения струи воздуха, нагретой примерно до 600-800 градусов (при таких нагревах можно работать с любыми типами припоев). При этом мощность встроенного электронагревательного элемента не может быть менее 2,5 киловатт.

Паяльник для пайки пластика

Бампер предназначен для защиты корпуса от столкновений и принимает все удары и повреждения на себя. Традиционная «жестянка» правка металла, шпаклевка, покраска — для этой части корпуса не подходит. Для ремонта понадобится специальное оборудование.

Паяльник для пластика нагревает поврежденный участок до определенной температуры. Пластмассу можно нагреть до разной степени:

До температуры пластичности. Материал детали становится мягким и пластичным, его форму можно изменять руками. Применяется для ремонта впадин, выступов, коробления и других деформаций детали без нарушения ее целостности.
До температуры плавления. Кромки деталей оплавляются, их можно спаивать в единое целое. Используется в случаях разрыва пластика.
До температуры разрушения. Плавится не только кромка, но и большие участки материала бампера. Даже если удалось сформировать шов, он будет непрочным и недолговечным. Отремонтированное изделие не сможет выдерживать эксплуатационные нагрузки.

Пайка бампера

Паяльное оборудование снабжается системами контроля температуры нагрева.

Общие положения сварки термопластов

В отличие от таких синтетических материалов, как дурапласты и эластомеры, термопласты обладают важным преимуществом: под воздействием тепла они размягчаются и становятся пластичными, что позволяет использовать их для сварки. По сравнению с другими способами соединения материалов, например при помощи винтов и заклепок и т.п., сварка позволяет получить адгезивный шов с ровной, неповрежденной поверхностью, без засечек и надрезов, с равномерным распределением напряжения. Подобный способ соединения пользуется популярностью при обработке многих видов полимеров. Так, например:

Полиэтилен (РЕ): резервуары для воды, канистры, облицовка стен бассейнов

Полипропилен (РР): садовая мебель, сточные трубы, ведра, контейнеры

Поливинилхлорид (PVC): облицовка стен бассейнов, сточные трубы, водостоки

АБС (ABS): чемоданы, запасные части для велосипедов

Кроме того, сварка используется при изготовлении различных изделий из плит: ящиков, перил, PVC-полов. А также для изготовления и ремонта труб, шлангов, соединения и ремонта пленки.

Принцип работы паяльником

Перед началом работы поверхность необходимо очистить от загрязнений и тщательно обезжирить, кромки нужно зашкурить.

При использовании паяльника его наконечником следует расплавить кромки соединяемых деталей. Далее их нужно прижать друг к другу и зафиксировать до полного остывания. Лучше всего заранее сжать края вместе и обрабатывать их одновременно. После остывания формируется сварочный шов, соединяющий две заготовки в единое целое.

При работе феном поток нагретого воздуха направляют на поврежденную область, равномерно прогревая ее до достижения температуры пластичности. Теперь можно придавать размягченному пластику любые требуемые формы. Для сварки на фен надевают щелевую насадку, формирующую узкий плоский поток нагретого воздуха. Этим потоком действуют так же, как жалом паяльника.

Еще одна разновидность ремонта — скрепление скобами. В аппарат для пайки вставляют скобы, они разогреваются и вдавливаются в материал таким образом, чтобы соединить части бампера в единое целое, обеспечивая сварному шву дополнительную прочность.

При ремонте трещин их следует зачистить и углубить до глубины в полсантиметра до образования V-образного желобка. В концах трещины следует просверлить отверстия, чтобы предотвратить дальнейшее распространение. Далее паяльником соединяют края до полного исчезновения трещины.

Шов следует сначала пройти с внутренней стороны, второй проход выполняется с лицевой.

Если форму поверхности не удалось восстановить полностью, на проблемные участки наклеивают куски стеклоткани. После восстановления формы и целостности бампера его красят так же, как и металлические детали. На зашкуренную и обезжиренную поверхность наносят слой грунта, после его высыхания — два слоя краски. В качестве финишной отделки проводят полировку.

Разновидности пластика с характеристиками свариваемости

Метод соединения выбирают в соответствии с видом полимера и его характеристиками.

Высокой свариваемостью отличаются:

Полиэтилен. Изделия из такого пластика соединяют путем расплавления кромок, которые затем совмещаются под давлением, исключающим деформацию.
Полипропилен. Материал применяется при производстве труб, которые соединяют с помощью электропаяльника мощностью 1500 Вт. Путем повышения температуры в месте соединения намертво скрепляют 2 элемента. Свойства материала помогают получить шов, не пропускающий влагу.
Поливинилхлорид (ПВХ). Пластик не деформируется при нагреве. Сварное соединение получается прочным и однородным.

Полипропилен – синтетический термопластичный неполярный полимер.

Средней или низкой свариваемостью обладают такие полимеры:

Полистирол. Полимер используется при изготовлении посуды, игрушек, бытовых предметов. Детали из этого полимера отличаются достаточно плохой свариваемостью, они требуют тщательной подготовки.
Полихлорвинил. Горячие методы при сопоставлении элементов из такого полимера применять не рекомендуется. Это объясняется возможностью деформации краев, ухудшающей качество шва. Более эффективными являются холодные способы.

Технология сварки пластмасс феном или термопистолетом

Метод применяется для изделий любой конфигурации. Феном монтируют трубы, бамперы, бассейны, напольные покрытия и многое другое.

Феном для сварки пластика соединяют любые термопласты. Пистолет чаще применяется для соединения деталей внахлест: разогревается пространство между ними, после этого шов уплотняется, прокатывается валиком. Также соединяют детали с помощью фена, когда изделия соединяются встык, в зону шва подается присадочный пруток – он направляется поверх стыка или в него. Теперь про насадки, строительный фен для сварки прутком одновременно разогревает кромки и присадочный материал. Насадки на фены разделяются по видам:

фиксирующие перед сваркой прижимают свариваемые поверхности,
щелевые удобны при сварке кровельных материалов,
формировочные используются для прутка толще 4 мм.

Технология выполнения шва предполагает предварительную обработку кромок: их очищают, обезжиривают. С кромок, толще 2 мм, предварительно снимают фаску, чтобы было место для укладки прутка. При соединении тонких пластиков пруток подается непосредственно в зазор между деталями. Необходимо учитывать, что с применением присадочного материала образуется выпуклый шов. При необходимости лишний полимер срезается. Для образования ровного соединения необходимо соблюдать расстояние между феном и соединяемыми деталями. Скорость движения фена регулируется так, чтобы пруток и кромки успели разогреться, но не сильно оплавились. Не должно быть деформации края.

Технология сварки холодным способом

Перед выполнением сварки пластмассы, необходимо подготовить поверхности соединяемых изделий. Для этой цели, нужно кромки деталей обработать абразивным материалом (наждачная бумага, напильник). Такая обработка позволяет создать шероховатость поверхности, что существенно увеличивает адгезию пластического материала.

Технология сварки выглядит следующим образом:

После предварительной обработки, непосредственно перед выполнением работы, нужно обезжирить поверхности соединяемых изделий. Для этого можно использовать практически любой растворитель на спиртовой основе.
Далее, согласно инструкции, на кромки соединяемых деталей наносится клеевой состав.
Поверхности плотно прижимаются друг к другу. Причем сжатие должно осуществляться до полного застывания состава.
После полного высыхания компонентов, процесс сварки пластмассы считается завершенным.

Основное преимущество соединения холодным способом – возможность эффективно сваривать поверхности из разнородных материалов, при этом дополнительного оборудования не требуется. Минусом метода считается низкая вибрационная устойчивость шва, поэтому применение холодной сварки ограничено в подвижных механизмах.

Способы сварки

К наиболее простому способу сварки для пластмассы относится контактный метод, предполагающий нагрев деталей. Из инструментов потребуется самый обычный паяльник, что делает этот способ достаточно экономичным. Для увеличения площади нагрева вместо жала надо приспособить специальную насадку.

Этим универсальным методом можно сваривать пластиковые детали различной толщины, формы и плотности. К универсальным инструментам для сварки пластика относится строительный фен, или иначе термопистолет.

Присадочный пруток при этом способе подается вручную. Принцип работы заключается в том, что с помощью вентилятора горячий воздух подается в зону сварки. При расплавке пластика происходит образование сварного шва. Все модели оснащены регуляторами температуры.

Сварка пластика может применяться при использовании такого мощного инструмента, как экструдер. Этот простой и надежный способ позволяет получить качественный шов.

Технология сварки пластмасс феном или термопистолетом

фиксирующие перед сваркой прижимают свариваемые поверхности;
щелевые удобны при сварке кровельных материалов;
формировочные используются для прутка толще 4 мм.

Принцип работы паяльником

Шов следует сначала пройти с внутренней стороны, второй проход выполняется с лицевой.

Особенности термопистолетов

Пистолет для пластика — простейший прибор. Он состоит из электронагревателя и вентилятора, все это встроено в компактный корпус. Производители выпускают пистолеты различной мощности, но оптимальной считается от 1500Вт и выше. Температура нагрева также зависит от модели. Термопистолеты для домашнего ремонта способны нагревать полимеры до 700 градусов. Этой температуры достаточно для пайки большинства типов пластмасс.

У выбранного вами термопистолета обязательно должна быть ручная регулировка температуры. Во-первых, это удобно. Во-вторых, это научит вас самостоятельно подбирать оптимальную температуру. А не полагаться на автоматический режим. Такой аппарат для пайки пластмассы станет вашим полноценным инструментом и увеличит возможности.

Регулировка температуры бывает самой разной. В моделях попроще устанавливают обычный поворотный регулятор. На регуляторе или на корпусе изображены цифры с температурой. В моделях подороже регулировка электронная. Она самая удобная, но при этом менее надежная. Какой сварочный пистолет для пайки выбрать — решать вам.

Расскажем вам про термопистолет фирмы Nordberg модели WP3. Он значительно отличается от всех остальных. Большинство термопистолетов работают в паре с пластиковым прутком, который прикладывается к стыку и плавится, заполняя стык двух деталей. Термопистолет Nordberg WP3 использует вместо прутков специальные скобы из стали. Благодаря им соединение получается по-настоящему прочным.

Принцип работы термопистолета

Конструкция упоминаемого модуля довольно проста, и заключается в электронагревателе и вентиляторе встроенных в корпус.

Разработчики выпускают несколько образцов пистолетов-фенов для пластмассы, которые отличаются друг от друга мощностью производительных элементов.

Наиболее приемлемой в быту считается мощность, начиная от 1,6 кВт, и значительная температура разогрева детали.

Для ремонта квартиры или дома степень нагрева 80-700° C будет хорошим параметром, способным нагреть большинство общераспространенных полимеров.

Термический модуль для сварки должен снабжаться ручной регулировкой температуры, что поможет мастеру определять требуемую степень нагрева. Можно опираться на автоматический режим, но его использование не даст человеку необходимых навыков.

Недорогие фены имеют механическое устройство, напоминающее поворотный регулятор с нанесенными цифрами показателя температуры.

Дорогие образцы термопистолетов для сварки пластмассы снабжаются электронными сигнализаторами, которые более удобны в работе, однако уступают механическим в надежности.

Такие аппараты для сварки также оснащаются предохранителем от перегрева и несколькими насадками.

Пистолет Nоrdbеrg WР3 несколько отличается от других образцов термической обработки материалов. Многие модели дополнены пластиковым стержнем, который прикладывается к месту предполагаемого шва.

Расплавляясь, пруток заполняет линию соприкосновения деталей. Nоrdbеrg не использует обычные стержни, вместо них предусмотрены нержавеющие скобы, вплавляемые в материал. Это позволяет увеличить прочность соединения.

Свойства и виды полипропилена

Композитные и монолитные плиты создаются из полимерного материала, получают их путем прокатки, которые уплотняют пористую структуру, придают форму, создают гладкую поверхность. Основные характеристики листа:

высокая прочность на разрыв, сжатие, кручение;
низкий удельный вес, не более 0,92 г/см3;
небольшой коэффициент расширения, сохраняет однородность структуры в температурном диапазоне от +80 до -40°С;
экологическая безопасность, не выделяет вредных компонентов;
химическая нейтральность к агрессивным средам кислотной и щелочной природы;
гидрофобность: материал не впитывает влагу;
стойкость к ультрафиолету;
диэлектричность.

Материал легко монтируется с помощью крепежа, поддается резке, фрезеровке, сварке, склейке. Лист выпускается трех видов:

плотный – имеет гомогенную структуру;
ячеистый – рыхлый, обладает шумоизоляционными свойствами;
вспененный – используется как утеплитель.

Для каких материалов применим

Качественный сварочный экструдер должен иметь блок регулировки с механическим, сенсорным или кнопочным управлением, которое позволит менять температуру нагрева смеси.

Дело в том, что разные пластики плавятся при различной температуре. Наименьшая она у ПНД — 120-130 °C (в зависимости от марки), наивысшая — у поливинилхлорида — до 220 °C. Остальные популярные промышленные полимеры имеют температуру плавления в пределах 170-200 °C.

Экструзионной сварке можно подвергать только пластики из группы термопластов. Материалы из группы реактопластов расплавлению с последующим восстановлением не подвергаются, при высокой температуре они просто начинают гореть.

Склеивание листового полипропилена

Склеивание полипропилена – очень трудоемкий процесс, требующий специальной подготовки. Это обуславливается тем, что такой вид пластмассы является особенно трудносклеиваемым. На современном рынке существует большое множество клеев, которые без каких-либо проблем способны склеить пластмассу, основным вопросом будет выбор специального раствора. Особая подготовка к склеиванию материала будет заключаться в предварительной сборке всех деталей, чтобы поставить необходимые метки, ведь неправильное соединение полипропиленовых листов или банальная ошибка в процессе может стоить вам испорченного материала.

Главными рекомендациями при склеивании и сварке полипропилена своими руками будут:

необходимо приобретать клей, обращая внимание, прежде всего на его марку, но никак не на цену. Свой опыт в таком вопросе будет для вас дополнительным бонусом

Иногда клей из высокой ценовой категории по качеству может уступать более дешевым аналогам;
очень важным будет уделить внимание заточке и обработке краев полипропиленовых листов, при правильном выполнении этого требования, шов получится очень аккуратным;
выбирайте способ сваривания в зависимости от ширины листа, а также его размера. Чем правильней будет выбрана техника соединения, тем прочнее шов получится на выходе.

Сварочные технологии

Контактный способ заключается в разогреве кромок изделий, соединенных внахлест и зажатых в тисках или струбцинах, до высокой температуры. Сварка с помощью раскаленного газа происходит, когда его направляют в зону сварки. При этом могут использоваться такие виды газов, как аргон, азот.

Если сварка осуществляется в бытовых условиях, вместо газа можно использовать просто воздух, а его подачу осуществлять строительным феном. На кромки свариваемых изделий должно быть оказано давление. Для этого можно применить, например, прижимной валик или особые фиксирующие насадки, закрепляемые на строительном фене.

Этот способ имеет ограничения — толщина материалов не должна превышать два миллиметра. При этом допустимо использование присадок — стержней из такой же пластмассы, как и у свариваемого материала. Их диаметр находится в диапазоне 2-6 миллиметра. Проволока сварочная для пластика может иметь различную форму сечения.

Универсальным сечением является круглое, но также находит применение и сечение в виде треугольника, в частности, если предполагается осуществлять сварку под углом. Круглое сечение потребует предварительной заточки.

Упростит процесс сварки применение экструдера. По сути, он является соединением пистолета со строительным феном. Присадочный стержень в зону сварки подается с его помощью непрерывно. Способ хорошо зарекомендовал себя при сварке пластиков толщиной более шести миллиметров на большом протяжении.

Пистолет фен

Во время работы паяльником материал разравнивается и перераспределяется жалом. При работе феном применяются пластмассовые присадочные прутки, являющиеся аналогом припоя при пайке или присадочной проволоки при сварке.

Такие прутки покупают в магазинах либо изготавливают самостоятельно, нарезая отходы пластика

Важно следить за тем, чтобы пруток был из того же материала, что и ремонтируемое изделие. Пруток заостряют с одной стороны, а другой стороной вставляют в фиксатор на сопле термопистолета

Пайка пластика феном

Устройство ведут вдоль линии спайки медленно, наклонив пруток-присадку под углом 40-50°. Для соединения разрозненных осколков пайку выполняют в несколько проходов. Сперва нужно соединить осколки между собой короткими швами, из расчета один — два на сторону. Далее получившуюся сборку прикладывают к целой части бампера. Если контуры совпадают, проводят спайку по контуру. В последний проход окончательно спаивают осколки между собой.