Фторопласты

ДЕФЕКТЫ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ

К наиболее распространенным видам дефектов сварных соедине­ний фторопластов относятся непровары, трещины, перегрев материала, несплавления, коробление сварного шва в результате усадки при сварке ориентированных материалов, поры при термоконтактной сварке с применением растворителей. Кроме того, при сварке пленочных фторопластов характерным дефек­том являются прожоги, структурные изменения шва и около - шовной зоны, подвергающихся термическому воздействию.

Непровары возникают при сварке фторопласта-4 и характери­зуются отсутствием сварного соединения по всей или части площади контактирования сварных образцов. Признаком не - провара является отслоение отдельных участков шва, однако в большинстве случаев внешним осмотром непровар не обнару­живается, для выявления такого дефекта требуются механические испытания. Непровары могут быть обнаружены и некоторыми методами контроля на герметичность (гидравлические испыта­ния, галоидное течеискание и др.).

Причиной непровара является отсутствие достаточно полного контакта соединяемых поверхностей в процессе нагрева и изо­термической выдержки, что может быть обусловлено недоста­точным сварочным давлением или его колебаниями в процессе изотермической выдержки, неправильным подбором исходных зазоров между рабочими поверхностями нагретых инструментов и поверхностью деталей при использовании термического рас­ширения материала для создания сварочного давления. Причи­ной непровара могут быть недостаточная температура нагретого инструмента, малая продолжительность изотермической вы­держки (большая скорость при непрерывной сварке пленок), а также наличие на поверхности адсорбированных молекул газа, воды, тончайших жировых пленок и прочих включений.

Трещины при сварке листовых фторопластов или фторо­пластовых труб чаще всего образуются из-за чрезмерного сварочного давления при ограниченном объеме, в котором расширяется материал зоны соединения. Причиной появления трещин может также быть слишком высокая температура нагретого инструмента.

Существенное превышение температуры нагретого инстру­мента при сварке фторопласта-4 приводит к резкому снижению механических показателей полимера в зоне контакта с нагретым инструментом, образованию несплошностей, трещин. Сварное

Соединение с такими дефектами не подлежит исправлению.

Чаще всего трещины образуются в процессе охлаждения зоны сварки в том случае, если сварочное устройство не обеспечивает компенсации значительного изменения линейных размеров сва­рочной зоны.

При сварке плавких пленочных фторопластов образование трещин обусловлено охрупчиванием материала в результате его длительного пребывания при высоких температурах на воздухе. У большинства плавких полимеров в процессе сварки наблюда­ется заметное снижение пластичности, что связано, по-видимому, с выгоранием пластификаторов или разложением модифици­рующих соединений. Трещины при этом образуются, как прави­ло, вдоль шва непосредственно з месте примыкания наплыва шва к основному материалу. Очень часто зародышем такой трещины служит несплавленная кромка грата, образующаяся из расплав­ленного полимера, выдавливаемого под действием сварочного давления в околошовную зону с относительно холодной поверх­ностью. Это весьма характерный дефект при сварке плавких фторопластов с относительно высокой температурой плавления. Выдавленный расплав такого фторопласта неспособен разогреть контактирующий с ним материал околошовной зоны. Не послед­нюю роль при этом также играют и относительно высокие значения вязкости расплава.

Пути предотвращения подобных дефектов-тщательный под­бор и соблюдение температурных режимов сварки, выбор оптимальной скорости и давления, снижение температуры сварки (применение растворителей, термоультразвукового способа).

Несплавление материала наблюдается также и при выполне­нии пересекающихся швов при сварке плавких фторопластов. Причиной возникновения дефекта в данном случае, по-видимому, являются структурные изменения материала в околошовной зоне предыдущего шва, резко снижающие способность материала к образованию сварного соединения. Предотвратить образова­ние дефекта в этом случае можно лишь тщательной предвари­тельной обработкой мест, подвергшихся термическому воздей­ствию, химическим или механическим способом.

Поскольку большинство пленок из плавких фторопластов получают экструзией, для них характерен общий для всех одно - и двухосноориентированных полимерных пленок дефект-значи­тельная усадка в направлении ориентации и, как следствие, коробление и образование складчатой поверхности в около­шовной зоне. Места контакта складок со сварным швом пред­ставляют собой очаги образования трещин и разрывов полимер­ной пленки. Для предотвращения этих дефектов в процессе сварки следует прикладывать растягивающие напряжения вдоль сварного шва, а также применять теплоотводящие прижимы в околошовной зоне.

Еще один дефект, возникающий при сварке пленок из плавких фторопластов,-мелкие сквозные отверстия в сварном шве. Главная причина их образования-высокая электризуемость большинства фторопластовых пленок, в результате которой под действием электростатических сил к поверхности пленок притя­гивается множество микрочастиц и пылинок, в том числе и органического происхождения, которые либо вдавливаются в материал в процессе сварки, либо выгорают, что нарушает сплошность сварного шва. Поэтому помещения, где производят­ся работы по сварке фторопластовых пленок, должны содержать­ся в идеальной чистоте, соединяемые поверхности требуют тщательной подготовки и т. д.