СВАРКА, ПАЙКА, СКЛЕЙКА И РЕЗКА МЕТАЛЛОВ И ПЛАСТМАСС
ОБЗОР И КЛАССИФИКАЦИЯ СПОСОБОВ СВАРКИ ТЕРМОПЛАСТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Схема Ш Способы сборки термопластичных материалов
Ультразвуковая |
Нагретым газом |
Нагретым инструментом |
Трением Токами высокой частоты |
і Оплаблением |
Экструзионная |
Прямой нагреб Косвенный нагреб
-Встык |
- Термоимпульсом - Контактно-
-Враструб
фитингов и Втулок тепловая
•В выточку (прессованием)
•Втавр и угловых соединений - Нагретой проволокой L Нагретым клином
Индукционная Излучением
I---------------------
Лазерная Световым лучом
Принцип сварки — рис. 2.1.
Область применения
Положение шва при сварке: нижнее, горизонтальное, вертикальное (снизу вверх), вертикальное (сверху вниз), горизонтальное на вертикальной поверхности, потолочное; горелка с быаросваривающим соплом; предпочтительнее нижнее и горизонтальное положение шва.
Изделия: толщина s 1,5-г-20 (30) мм; панели, трубы, гидроизоляционные детали, покрытия для полов, фасонные детали.
Матери а л ы: твердый поливинилхлорид, мягкий поливинилхрорид, твердый полиэтилен, мягкий полиэтилен, полипропилен, полиоксиметилен, полиметил - метакрилат, полиамиды, полиизобутилен, поликарбонат.
Рис. 2.1. Принцип сварки: а — ручная сварка горелкой со стандартным соплом Для твердых термопластических, масс; 6 — ручная сварка горелкой с быстросваривающим соплом Для твердых термопластических материалов; в — механизированная сварка твердых и мягких термопластических материалов; г — ручная сварка горелкой со стандартным соплом Для мягких термопластических материалов; д — ручная и машинная сварка горелкой со щелевым соплом для мягких термопластических материалов; 1а — стандартное сопло; 16 — быстросваривающее сопло; 1в — щелевое сопло; 2 — свариваемая деталь; 3 — присадочный пруток; 4 — направляющие для подачи присадочного материала; 5 — предварительный подогрев; 6 — нажимной ролик; 7 — усилие; 8 — нагретый газ; 9 — направление сварки |
Скорость сварки vs = 7-4-25 см'мин (ручная сварка сварочным аппаратом со стандартным соплом); vs — 25-Ь-100 см мин (ручная сварка сварочным аппаратом с быстросваривающим соплом или механическая сварка).
Расход газа: нагретый газ (нагретый воздух) 700—2400 л/ч (для сварочного аппарата со стандартным соплом), І000-—3000 л/ч для сварочного аппарата с быстросваривающим соплом.
Избыточное давление нагретого газа 0,03—0,06 МПа.
Для нагреваемых газом сварочных аппаратов дополнительно: расход ацетилена 36, водорода 120 л/ч.
Указания по конфигурации соединений табл. 2.1.
ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ ПО КОНФИГУРАЦИИ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ СВАРКЕ НАГРЕТЫМ ГАЗОМ
Форма соединения (см. табл. |
Матери ал |
перекрытие кромок с, мм |
толщина s, мм |
ширина зазора Ь, мм |
Геометрические характеристики соединений |
Угол раскрытия кромок а, град |
трубы, профили, фасонные детали
Твердый поливинилхлорид, ударно-вязкий поливинилхлорид. .
Папе ли,
1,0 I 60 I —
(для ручной сварки с круглым присадочным прутком)
0,5—1,0 | 50—60 | —
(для треугольного прутка и для строённого прутка)
0,5- |
2—5 |
2—5
2—5 |
0 сл 0 о |
60—70 |
— |
2—5 |
0,5—1,0 |
60 |
|
2—4 |
0,5—1,0 |
50 |
— |
2—5 |
0,5—1,0 |
40—50 |
— |
2—5 |
0,5—1,0 |
50—60 |
— |
5—20 (30) |
О СЛ г о |
60 |
— |
5—10 |
0,5—1,0 |
60-70 |
__________ |
5—10 |
0,5—1,0 |
60 |
— |
>4—30 |
0,5—1,0 |
50 |
— |
5—10 |
0,5—1,0 |
40—50 |
|
5-10 |
^0,5 |
50—60 |
— |
0,5—1,0 |
10 |
Твердый полиэтилен, мягкий полиэтилен
Полипропилен, полиоксимети-
лен....................................................
Полиметилметакрилат (не 2) . .
Полиамиды, поликарбонаты. . .
Мягкий поливинилхлорид. . .
Твердый поливинилхлорид, ударно-вязкий поливинилхлорид. .
Твердый полиэтилен, мягкий полиэтилен
Полипропилен, полиоксиметилен
Полиметилметакрилат.....................
Полиамиды, поликарбонат. . .
Мягкий поливинилхлорид (если нельзя обеспечить Х-образную разделку кромок, то допустима V-образная разделка кромок)
Гидроизоляционные детали
1,5—2 При |
50—60 | укладке встык плоских прутков с h — s 1,5—2 | 0,5—1,0 I 50—60 | 25—30 При укладке встык профильных прутков с h — 2ч-2,5 мм
Полиизобутилен |
193 |
Мягкий поливинилхлорид
Панели, профили
|
П/р Ноймана А., Рихтера Е.
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
12 |
Твердый поливинилхлорид, ударно-вязкий поливинилхлорид, твердый полиэтилен, мягкий полиэтилен, полипропилен, поли- оксиметилен, полиамиды, поликарбонаты (используется при соединениях втавр и вкрест и когда невозможны V-образная или X - образная разделка кромок) . , |
2—20 (30) |
0,5—1,0 |
45 |
|
9 |
Твердый поливинилхлорид, ударно-вязкий поливинилхлорид, твердый полиэтилен, мягкий полиэтилен, полипропилен, поли - оксиметилен, полиамиды, поликарбонат (по возможности следует избегать и применять только в особых случаях)..................................................... . |
2—5 |
|||
10 |
Твердый поливинилхлорид, ударно-вязкий поливинилхлорид, твердый полиэтилен, мягкий полиэтилен, полипропилен, поли - оксиметилен, полиамиды, поликарбонат (по возможности следует избегать и применять только в особых случаях) ......................................................... |
ю 1 |
|||
9 |
Твердый поливинилхлорид, ударно-вязкий поливинилхлорид, твердый полиэтилен, мягкий полиэтилен, полипропилен, поли - оксиметилен, полиамиды, поликарбонат............. |
2—20 (30) |
о 7 о |
45 |
|
16 |
Твердый поливинилхлорид, ударно-вязкий поливинилхлорид, твердый полиэтилен, мягкий полиэтилен, полипропилен, поли- оксиметилен, полиамиды, поликарбонат (если возможно, то следует избегать; предпочтительнее изменять конструкцию) .... |
2—20 (30) |
0,5—1,0 |
о і 8 |
|
22 |
Твердый поливинилхлорид, ударно-вязкий поливинилхлорид, твердый полиэтилен, мягкий полиэтилен, полипропилен, поли - оксиметилен, полиамиды, поликарбонат (по возможности следует избегать).................................................. , . ! |
2—20 (30) |
15—20 |
Гидроизоляционные детали
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
21 |
Мягкий поливинилхлорид, мягкий полиэтилен, поли изобутилен, (сваривать щелевым соплом без присадочных материалов) . . . |
1,5—2 |
15—20 |
||
23 |
Мягкий поливинилхлорид, мягкий полиэтилен, полиизобутилен (сваривать щелевым соплом без присадочных материалов) . . . |
1,5—2 |
15—20 |
||
24 |
Мягкий поливинилхлорид, мягкий полиэтилен, полиизобутилен (сваривать щелевым соплом без присадочных материалов) . . . |
1,5—2 |
15-20 |
||
17 |
Мягкий поливинилхлорид, мягкий полиэтилен, полипзобутилен (сваривать щелевым соплом без присадочных материалов) . . . |
1,5-2 |
15—20 |
||
18 |
Мягкий поливинилхлорид, мягкий полиэтилен, полиизобутилен |
1,5-2 |
15—20 |
Оборудование
Источник нагрева: пламя горючего газа (водорода, ацетилена, пропана, городского газа) или электрический ток (нагрев электросопротивлением).
Приборы, машины и принадлежности: сварочный аппарат или машина для сварки нагретым газом; стандартное быстросваривающее сопло сменного наконечника и щелевое сопло, газовые баллоны и центробежный вентилятор; компрессор с отстойником для обезвоженного и очищенного от масла воздуха (обычно используют для пневматического управления машинами для сварки нагретым газом из-за небольшого количества воздуха и из-за высокого давления); цикли и строгальные инструменты для снятия утолщений и зачистки швов, нажимные ролики, устройства для обеспечения давления при сварке, сварочные принадлежности (редукционные клапаны, шланги для подвода газа, наконечники и зажимы шлангов, соплоочистители), термоэлементы для измерения температуры нагретого газа.
Выбор основных и присадочных материалов (см. 2.3.1)
Круглые и профильные прутки подбирают по TGL 9253; круглые и профильные прутки, присадочные шнуры, полосы и накладки подбирают в соответствии с заводскими стандартами изготовителей; присадочные материалы обычно совпадают или близки по своему составу к основному материалу. Для мягких теплопластических материалов толщиной <2 мм в большинстве случаев не используют присадочные материалы.
Техника сварки — см. табл. 2.2—2.4г
Число слоев и диаметр присадочного материала при форме шва |
(мм) |
Последователь ность выполнен! |
|||
V |
X |
V |
> |
д |
сварки (см. цифг на рисунке) |
ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РУЧНОЙ СВАРКИ НАГРЕТЫМ ГАЗО ПОЛИЭ ТИЛ Е Н, ТОЛЩИ г |
к В О S Н 2 |
*/Я |
Твердый, ударно-вязки і 2ХЯ/3 V-образная раз- делка кромок |
»/з J/4 % |
2Х*/4 2Х3/3 |
% ги |
2и |
з/4 ** |
2Х3Л |
3 / * * U |
1/ '3 % % lU 10/, |
2 |
lU |
V-образная разделка кромок дополнительно |
|
3 |
3/з |
(неприменим, если невоз |
— |
4 |
?/4 |
можна двусторонняя сварка) |
|
5 |
хи ви 3/з* |
— |
|
6 |
3/4 * |
Чо |
|
8 |
1/ * '3 6/ * У4 |
% |
|
10 |
1/ * 7* 9/, * |
Неприменим |
% |
12 |
1/ * М |
8/ ' 4 |
|
15 |
‘/4* 13/ * . '5 |
i23 |
|
18 |
22/] * |
12/ и |
|
20 |
28' ^ 4 |
И/ '4 V, и Г |
V-образная раз- дел ка с подварочным швом 7. Корень 1 следует частично механически обработать, затем наложить подва - рочный шов 7 |
Х-образная раз дел ка кроме- |
Твердый полиэтилену мягки і
|
/ТВЕРДЫЙ ПОЛИВИНИЛХЛОРИД, ТВЕ Д* 2 ММ, ПОЛИПРОПИЛЕН)
ТАБЛИЦА 2.2 РДЫЙ ПОЛИЭТИЛЕН, МЯГКИЙ
Технологические параметры
скорость сварки v, см/мин |
усилие при сварке, Н |
нагретый газ (воздух) |
горючий газ |
Количество, л/ч: стандартное сопло — 900—2400; быстросваривающее сопло 1500—3000 Избыточное давление 0,03— 0,06) МПа. |
Расход, л/ч: ацетилен 36, водород 120, бытовой газ 110 |
и мягкий поливинилхлорид Твердый и ударно-вязкий поливинилхлорид:
Круглые прутки диам. d2i мм:
(2 10)
3 14—16
4 22—24
5 28—30
6 34—36
Твердый поливинилхлорид: Стандартное сопло 15—25; Быстродействующее сопло 5— 100
Мягкий поливинилхлорид: бО-
ПО
Номинальная температура, °С: |
твердый поливинилхлорид: стандартное сопло 250—270 °С; быстросваривающее сопло 270-290 |
Профильные прутки: ■сдвоенные 6,0/3,5 20 треугольные
6.0 : 3,5 23 строенные
4.0 : 3,0 18 строенные 6,5 : 4,5 30 Мягкий поливинилхлорид: 0,1— 0,3 МПа
ударно-вязкий поливинилхлорид: стандартное сопло 220—240; быстросварива
ющее сопло 240—260; мягкий поливинилхлорид 180— 210
полиэтилен, полипропилен |
5 |
Круглые прутки: Твердый Мягкий поли - полиэтилен, этилен полипропилен dz, мм
(2) 0,03—0,02— 0,04 0,03
3 0,06—0,04— 0,08 0,05
4 0,09— 0,06— 0,10 0,08 0,12—0,08— 0,13 0,09
Воздух (в специальных случаях для твердого полиэтилена азот), избыточное давление 0,03—
0,06 МПа
Количество, л/ч: стандартное сопло: твердый полиэтилен 900—2400, мягкий полиэтилен 900—2400, полипропилен 1800—2400;
быстросваривающее сопло: твердый полиэтилен 1500— 3000; мягкий полиэтилен: 1500—3000; полипропилен 2800—3000
Тип и количество — как для твердого поливинилхлорида
Стандартное сопло: твердый по
лиэтилен 12—20- мягкий полиэти; лен 12—20; полипропилен 15—25. Быстросваривающее сопло: твердый полиэтилен 40—70; мягкий полиэтилен 50—100; полипропилен 50—80
Толщина s, мм |
Число слоев и диаметр присадочного материала (мм) при форме шва |
Последователь НОСТЬ выполнен; сварки (см. циф на рисунке/ |
|||||
V |
X |
V |
> |
д |
|||
8 |
1/3* |
Неприменим |
% |
% |
|||
еи |
5/4 |
||||||
10 |
*/«* |
% |
Va |
— |
— |
||
9,5 |
10/ '4 |
* Допускается только в случае, если невозможен Х-образный щов, ** Допускается г. невозможен шов типа К; для полиэтилена необходимо удаление с помощью механической ец из полипропилена при s > 10 мм.________________ |
ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РУЧНОЙ СВАРКИ ПОЛИОКСИМЕТИЛ ЕИ Л,
|
* Допускается только при невозможности выполнения Х-образного шва. |
Продолжение табл. 2.2 |
Технологические параметры |
||||
усилие при сварке, Н |
нагретый газ (воздух) |
горючий газ |
скорость сварки v$t см/мин |
|
Ч І 1 |
(6) 0,15— 0,09— W 0,16 0,10 |
Избыточное давление 0,013—0,06 МПа. Номинальная температура, °С: стандартное сопло — твердый полиэтилен 220—240, мягкий полиэтилен 190— 210, полипропилен 230— 250; быстросваривающее сопло — твердый полиэтилен 240—260, мягкий полиэтилен 210—230, полипропилен 240—260 |
1Ь ко В случае, если невозможна двусторонняя сварка угловых швов таврового соединения или Ла і ботки оксидной пленки с поверхности свариваемых соединений и присадочных прутков; детали |
ТАБЛИЦА 2.3 ПОЛИКАРБОНАТА И ПОЛИМЕТИЛМЕТАКРИЛАТА НАГРЕТЫМ ГАЗОМ
|
А о О 2 S С §38 С Я я» S g я |
1 <и та я |
і н О- |
о с. |
по- |
Я о s |
я |
я |
я |
та |
Я ИЗ |
а, та |
си |
я |
s |
|
о |
я |
2 |
Я Ои |
|
и |
2 |
2 |
X |
ч |
*2 из £ о, О X ч £ £ £ PQ |
I н ogs О) * а <-> ч 2 ° 2 8 ►ч 03 О |
та сч o^t; ч ю х <та н |
ОРИЕНТИРОВОЧНЫЕ ПАРАМЕТРЫ РУЧНОЙ СВАРКИ ПОЛИАМИДОВ, МЯГКОГО ПОЛИ И МЯГКОГО ПОЛИЭТИЛЕНА (ТОЛЩИНА s < 2 мм) НАГРЕТЫМ ГАЗОМ |
О s S О. Х о а s’ Я СЗ О О « |
о СО |
5 w о § та Ч Ч bs Й Ч I 4§s5 |
RoS ч f-* 5 *!1 |
СЧ |
=* ч о а я я С ч S П й, 5 w о*« о к 2 та « я 25 Я Ч 3 7я ч " но 2 <2 С С _______ |
£ 2 схи |
>3 3 ье |
'СО ' О _Г Я о 0-0 о со |
I I 3 | |
2 3 в. g О та О я о о w Я X ^ ” ^ та а. |
g«3 та со та 0~ х |
, о |
‘ *© ■ о оо X и I та I 0-0 ..о гчСО О 5§ Й - о X t=f о со О § Ё |
.S І S • « Ч ! £ та S та |
х. о CD SRo oSg та т - Я |
ns 3 С о *3 І8 1^0 g I s 3 ° я ё о 3 ю о 3 ~ н А[ 3 3 о чо х х 40 та о та 4 та |
§ О X та Є ^ с CD ^ О Ov о н |
CD Я лО Q-r |
0 U ч Й а> 2 я о та^ та ^ v >3 1 ГО 2^03 w z: я О W - о |
CU |
С. - Я ч 3 2 Я Ч о § го S"Q Я та а, я и 5 |
~ со ^о°2 -■•1 О НС |
со О та |
0,SS - О |
aSd |
О- |
• о СО ь, я S О о, к * С *1 £Г со Я С~ Я «S3 J) И 5 я о5<и Я я 2 си ато Й S = £o |s& С 2 |
о я о * та О S ч 2 та Я а Ои я £ О - Ч |
>» I s cj І* £ s " ° о S b g S'0?10" ^ «-С CD ^ і О *4 та і н З та Ои 5 <эо с я 23 |
О - g VO О* а» О So . g & ч * °2 8 8 g, g« і S« So ь о I g - Я r - w Efs и |
_ аЗ о к S о,5-1 та m и О н к та я Уивн. - £• s та ч 9 та о О -—' о а оо ~р я - г - Z V0 I ^ О >> X с" §?11 |
СЧ ^ ^ g vr S З x та |
Ю Ю Ю ІОЮ^Ю Юл со" сч" сч" сч" сч" сч" сч" ^союьо^о |
Ч р s сч со rf с—” с Чз LO Ю^іЮ сч" со" тг" |
і ° 4f я н с я я <и О Q - д Ю 94 а> О о тая 5 tf |
ч Я ■ о ® ■ fc( я •4 а, и. та 2 5 |
ио іл 10 сч" сч" сч" Ю оо О |
і о 1 н н и та а, я о ^ |
и та —' и X |
" та о н Э о |
та о тасчх |
О-' та ю |
о. .о та оо |
« o с |
к |
ч< я^ 2° та о ^ “8 IS и°? 3«р ■ ' с ^ - J0* сч я 0-0 0 >-2 е-й "gy I Я , . 'О о я - о. . СО О; Ч О со СЮ і я о СО <Г S ° ! CU ^ о ю о н я со ч |
я ч0=я Я Я со я Я 0-1 W я о I я Я Ч О К 5 |
°-ч S !>. Я ^ - ‘ О-"" н ° я та ч S л * ч ч Я |
я та я я я ч с о ч С g=s я и: sS U Я К Я S |
Ui Я° 00 |
а> і |
сч |
I ч ю сч |
ww ‘S BHHftllfOJ. |