Сварка пластиковых (или пластмассовых, полимерных) изделий (труб, листов, пленок, мембран и пр.) – общие требования, классификация технологий, сварочное оборудование (аппараты, машины, станки)

Сварка пластика – эффективный способ прокладки полипропиленовых труб, ремонта пластмассовых изделий. Однородный шов получают путем нагревания и расплавления. Для этого предназначены специальные приспособления. Работать с ними может научиться каждый. При выборе технологии учитывают преимущества и недостатки каждого метода.

Сварка пластика является самым экономичным технологичным способом.

Общая информация о сварке термопластов

Соединение деталей из пластмассы путем нагрева – технология, давно применяющаяся в промышленных условиях и домашних мастерских. Использование горячих способов возможно только при работе с материалами, относящимися к группе термопластов. Так называются виды полимеров, полностью сохраняющие свои характеристики после нагрева, расплавления и остывания. В этом заключается их отличие от реактопластов, разрушающихся при нагревании и заключительной обработке.

При высокой температуре такие материалы сгорают, термопласты же расплавляются.

Меры безопасности

В состав холодной сварки для пластика не входят растворители и прочие токсические соединения, поэтому швы после просыхания абсолютно безопасны для людей.

Проведение работ требует соблюдение мер безопасности:

• Нельзя допустить попадания массы на открытые участки кожи. Использовать средства ИЗ.
• Работы проводятся в хорошо проветриваемых помещениях с исправной вентиляцией.
• Сварочные швы не должны контактировать с продуктами питания.
• При попадании массы на кожу или слизистую, требуется немедленное промывание водой, в тяжелых случаях, обращения к врачу.
• При работе недопустимо оставлять материал на месте, где попадают прямые солнечные лучи.

Разновидности пластика с характеристиками свариваемости

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

Высокой свариваемостью отличаются:

1. Полиэтилен. Изделия из такого пластика соединяют путем расплавления кромок, которые затем совмещаются под давлением, исключающим деформацию.
2. 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.
3. 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:

1. Полистирол. Полимер используется при изготовлении посуды, игрушек, бытовых предметов. Детали из этого полимера отличаются достаточно плохой свариваемостью, они требуют тщательной подготовки.
2. 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.

Рекомендуем к прочтению Температура нагрева полипропилена при пайке труб

Способы горячей сварки и необходимое оборудование

Для соединения пластиковых элементов путем нагрева используются следующие инструменты:

• ручные агрегаты, выдающие струю горячего воздуха;
• экструдеры;
• устройства для соединения листовых полимеров;
• автоматические сварочные агрегаты.

Феном для сварки пластика соединяют любые термопласты.

Чтобы правильно выбрать средство сварки термопластов, необходимо изучить принципы работы, преимущества и недостатки каждого устройства.

Ручной фен или пистолет

Совместно с подобным оборудованием применяют расходный материал – пруток, который укладывают между соединяемыми элементами. После этого шов нагревают строительным феном. Устройство напоминает бытовое приспособление, используемое для сушки и укладки волос. Температура и мощность промышленного фена выше. Благодаря этому кромки свариваемых элементов расплавляются, образуется однородная масса. Затвердевая, она скрепляет детали.

Температура воздушной струи регулируется автоматически или вручную. В комплект входят насадки, помогающие соединять пластиковые элементы встык или внахлест. Конфигурация сопла выбирается в зависимости от типа пластика, толщины деталей, опыта работы сварщика.

Бытовые фены используют для выполнения рутинных операций. Промышленные варианты предназначены для прокладки полимерных трубопроводов.

Экструдер

Прибор похож на пистолет, на конце которого установлена насадка для фиксации присадочного прутка или трубки.

Экструдер – это машина для непрерывной переработки полимерного сырья.

Принцип действия основывается на:

• нагревании расходного материала до полужидкой консистенции;
• выведении массы в место соединения деталей;
• затвердевании расплава с последующим формированием шва.

С помощью экструдера можно сваривать элементы любой толщины за один проход. Производительность устройства выше, чем у фена. Главный недостаток – невозможность сварки изделий из разных типов пластика. Это объясняется разницей в температурах плавления. Перед началом работы края деталей очищают от следов грязи и жира, способных ухудшить качество шва.

Рекомендуем к прочтению Как паять полипропиленовые трубы

Контактная сварка

Оборудование выдает кратковременные тепловые импульсы, применяемые в сочетании с давлением. Устройства используются на производственных площадках, где выпускают сваренные полимерные листы.

Инструкция по применению

От правильной подготовки поверхностей, зависит долговечность и качество склеивания. Инструкция по применению, написана пошагово производителем, на коробке или тюбике. Для избежания кожных повреждений, рекомендуется работать в перчатках. Последовательность выполнения влияет на качество дальнейшей работы склеиваемого элемента.

Перед нанесением холодной сварки, нужно затереть область повреждённой поверхности мелкой наждачной бумагой или надфилем. Обезжирить участок растворителем или ацетоном. Отсутствие этой процедуры, может спровоцировать разрыв.

Следует быстро нанести клей небольшим слоем. Остатки состава повторно использовать невозможно, поэтому предварительно рассчитайте необходимое количество. После нанесения, для прочности понадобиться жгут или пресс. Спустя несколько часов, жгут или пресс можно снять, и вести дальнейшие работы.

Температурный режим в помещении или на улице влияет на время сварки. Чем он выше, тем быстрее засохнет материал.

Газовая сварка

Такой вариант относится к термическим методам соединения пластмассовых изделий.

Как подобрать газ для горячей сварки

В качестве источника тепла нередко используют кислород или аргон. Однако самым экономичным газом считают воздух, не оказывающий отрицательного воздействия на пластик.

В качестве газов для сварки применяют кислород, водород или аргон.

Ультразвуковой метод

Универсальный способ термосварки подразумевает локальный нагрев места соединения до температуры, близкой к параметру плавления. Дозированное тепловое воздействие не способствует перегреву и деформации материала, иногда наблюдающемуся при использовании других методов. Оборудование работает с частотой 17-45 кГц.

Электрические колебания превращаются в механические, передающиеся обрабатываемому материалу.

Высокочастотная сварка

Экономичный метод применяют во многих отраслях промышленности. Сварка ведется с использованием 2 металлических электродов, между которыми циркулирует ток частотой 30-75 МГц. Высокочастотное электрическое поле нагревает края деталей до необходимой температуры. После сопоставления кромки охлаждают естественным путем. Метод подходит для соединения элементов толщиной 0,5-2 мм. При этом используют 2 способа сварки: внахлест или встык.

Высокочастотная сварка – это способ сварки давлением, при котором кромки деталей нагреваются током.

Фрикционный способ

Сильное трение способствует выделению тепловой энергии, частично расплавляющей края деталей. Сжатие под большим давлением приводит к формированию однородного прочного шва. Главное преимущество фрикционного метода – высокая производительность. Недостатком считают возможность применения только для сварки жестких разновидностей термопластика.

Использование лазера

Из-за высокой стоимости данная технология редко применяется в бытовых условиях.

В промышленности лазерный метод используется при:

• сборке автомобилей на автоматизированных линиях;
• производстве электронных приборов, при котором требуется осторожное обращение с мелкими пластиковыми деталями;
• изготовлении медицинских инструментов и аппаратов, где необходимо создание стерильных условий;
• упаковке продуктов мясной и молочной промышленности.

Лазерный метод помогает сваривать конструкции сложной конфигурации. Другие методы в этом случае оказываются малоэффективными.

Растворение поверхности

Простая технология основывается на химическом расплавлении кромок с последующей фиксацией под давлением. Для ускорения работы может применяться нагрев. Главный недостаток – токсичность применяемых при работе веществ. Метод не рекомендуется использовать в домашних условиях.

Рекомендуем к прочтению Какой паяльник для ППР-труб самый лучший

Подбор сварочных прутков

Данные элементы играют роль электродов. Их применяют при пайке листового пластика, труб, полиэтиленовых предметов. Размер стержней бывает разным, как и их форма. Диаметр круглых прутков составляет 3-7 мм. Стержни с квадратным сечением отличаются большими размерами.

Сварочные прутки для пластика могут изготавливаться из самых разнообразных материалов.

Для соединения полимерных изделий применяют 2 типа расходного материала:

1. Полиэтиленовые стержни. Отличаются достаточно низкой температурой плавления. Применяются для сварки изделий из соответствующего материала с помощью фена.
2. Полипропиленовые прутки. Элементы не деформируются, не утрачивают рабочих качеств при длительном хранении. Изделия используются при сборке и ремонте конструкций из листового полипропилена. Электроды из этого материала применяются совместно с экструдерами, расплавляющими их до жидкого состояния.

Правила выбора

При выборе клея для пластика нужно обращать внимание не следующие критерии:

1. Температура эксплуатации. Если предмет будет использоваться в экстремальных условиях, клеевой шов должен выдерживать как повышенные, так и пониженные температуры.
2. Допустимое давление на шов. Показатель указывается на упаковке производителем. Если склеенный пластик будет подвергаться более высоким нагрузкам, чем это позволено инструкцией, соединение разорвется.
3. Время застывания. Если ремонтировать предмет нужно долго, смесь для склейки должна быть длительного застывания. Для склейки маленьких деталей достаточно 3-5 минут на сцепку.
4. Форма выпуска. Для склеивания тонких пластмассовых элементов лучше использовать жидкую субстанцию, а грубую работу удобнее проводить густыми пластилинообразными сварками.

Какой метод лучше для домашних условий

В быту чаще всего используют следующие технологии:

1. Сварка с помощью паяльника. Инструмент имеет низкую цену, что позволяет применять его даже для самых простых операций. Паяльником сваривают трубы, емкости, автомобильные бамперы. Инструмент расплавляет поверхности на стыке, которые затем сопоставляются и фиксируются. Таким методом можно соединять трубы разного диаметра.
2. Газовая сварка. В домашних условиях применяют фен или горелку. Нагретый газ расплавляет пластик, что способствует формированию однородного шва. Недорогой сварочный инструмент помогает соединять пластиковые детали разных форм и размеров. Его применяют при ремонте тонкостенных полимерных изделий. Процесс ведется с использованием присадочного материала или без такового. В качестве расходного материала применяют пластиковые прутки или полосы.
3. Соединение экструдером. Пистолет снабжен нагревательным элементом, расплавляющим расходный материал. Оборудование оснащается и регулятором, помогающим менять температуру воздействия. Тепловые потери минимальны, чем объясняется высокий КПД оборудования.

Где применяется

Можно отремонтировать разъем бытового прибора, починить отдельные элементы, устранить дефекты и сколы.

Эти свойства используются для косметического и полноценного ремонта таких изделий:

• пластиковых труб отопления;
• удочек, туристической экипировки;
• пластиковой изоляции на электропроводке;
• корпусов и фурнитуры бытовых устройств;
• бамперов автомобильных средств, пластиковых элементов салона;
• садовой, домашней или хозяйственной утвари.