Экструзионная сварка полиэтиленовых труб

Что такое экструзионная сварка и как она выполняется

Экструзионная сварка – это способ соединения полимерных материалов с помощью нагрева и применения специальных присадок, подающихся на сварной шов. Данный способ позволяет соединять как пленки, так и трубы или другие толстостенные детали, а производительность и качество шва у данного вида сварки выше, чем при соединении пластмасс с помощью горячего газа.

Сварка экструзионным методом применяется в разных отраслях промышленности, где используются большие объемы полимерных материалов:

• Производство емкостей из пластика (кессоны, баки, канистры).
• Строительство безнапорных трубопроводов и водных резервуаров.
• Изготовление пластиковых корпусов в приборостроении.

Преимущественно данный способ сварки применяется при соединении пластмасс толщиной более 6 мм, но возможно и использование его для соединения полимерных пленок.

Оборудование

Для проведения экструзионной сварки применяется специальный аппарат, который называется экструдером. Приспособление для сварки вручную напоминает электродрель со специальной насадкой и нагревающим устройством, поэтому его называют экструзионным пистолетом.

Внутри экструдера установлен шнек, в котором присадка нагревается от корпуса экструдера, превращается в вязкую однородную массу и через башмак подается на сварной шов.  Присадка может подаваться в устройство либо в виде проволоки, разматываемой с катушки, либо в виде гранул, поступающих через бункер.

Башмак – это часть аппарата, которая прижимается к соединяемым деталям и выполняет роль своеобразного утюга, придавливающего присадочный материал и не позволяющего ему растекаться в других направлениях.

Изготавливается это устройство из тугоплавких полимеров (фторопласт, политетрафторэтилен), и для каждого типа и размера шва применяется собственный башмак.

Нос башмака должен повторять форму соединяемых поверхностей, но не должен их касаться.

Через башмак (или независимо) подается горячий воздух для нагрева соединяемых поверхностей. Таким образом, нагрев происходит непосредственно перед подачей присадки. Современные экструдеры могут регулировать температуру воздуха и температуру присадочной массы.

В зависимости от назначения, мощности и производительности существуют различные группы экструдеров, несколько различающиеся по конструкции. Например, для производства пластиковых емкостей применяются аппараты, у которых сопло подачи воздуха установлено справа, и сварка осуществляется строго слева направо.

Большинство экструдеров выпускаются со шнеком, но существуют так же и безшнековые (плунжерные) аппараты. Присадочный материал из них выталкивается за счет давления нерасплавленного прутка. Главным недостатком такого типа экструдера является низкая производительность, но зато им можно работать в труднодоступных местах.

Цена профессионального оборудования стартует от 30 тысяч рублей, а самые «продвинутые» модели для промышленной сварки могут стоить порядка ста тысяч рублей. При этом следует учитывать, что для экструдеров западных фирм подходят проволока или гранулы только от производителя либо одобренных фирм. Отечественные аппараты менее требовательны к качеству присадок.

Теоретические основы

Экструзионная сварка применима только к материалам с большим диапазоном температуры, при которой сохраняется их вязко-текучее состояние, таким как полиэтилены, фторлоны, пластифицированный поливинилхлорид, полистирол.

Такие материалы, способные нагреваться при температуре выше температуры текучести, называются термопластами.

Диапазон температур между плавлением и термодеструкцией (разрушением материала) у термопластов составляет 50-180°С градусов.

Прочность соединения, полученного экструзионным способом, достигает 80-100% от расчетной прочности самих деталей, но при этом сильно зависит от температуры присадки.

Нагрев присадочного материала осуществляется до температуры, превышающей его температуру текучести (Тт) на 30-60°C градусов.

Расход теплоты присадки производится на потери в окружающую среду, на расплавление соединяемых кромок деталей и на сохранение вязкого состояния самой массы.

Следует заметить, что при этом температура нагрева деталей не должна превышать температуру термодеструкции материала, поскольку это приведет к снижению прочности соединения снизится.

На схеме ниже представлен процесс изменения структуры полимера при повышении температуры.

Соединению подлежат только соединения из термопластов, выполненных из одинакового материала. При этом присадка должна быть выполнена из того же вещества, что и соединяемые поверхности. В случае, если свариваемые детали обладают разными пределами текучести, предел текучести присадки должен быть равен среднему значению ПТ соединяемых деталей.

ПВХ и ПВДФ имеют небольшой интервал температур плавления и разрушения, поэтому их соединение должно проходить при тщательном контроле за температурным режимом. Для сварки таких материалов требуются экструдеры со шнеком, который тщательно перемешивает вязкую массу, а сварка должна производиться в один прием, без периодических выключений и нагревов экструдера.

Экструзионная сварка может применяться для формирования непрерывных протяженных швов на армированных материалах и пленках. При таком соединении экструзионная масса поступает на соединение пленок, которые протягиваются через прокатные валки. Затем соединяемый шов пропускается через прижимные валки, формируя сварочный шов.

Чтобы свести потери тепла к минимуму, экструзионная сварка должна проводиться при максимально большом диаметре присадочного прутка и высокой скорости подачи присадки.

Следует учитывать, что сварка экструдером запрещена для применения на трубопроводах, работающих под давлением.

В России правила проведения экструзионной сварки регламентируются стандартом ГОСТ 16310-80, этот стандарт регламентирует типы соединений, диапазон рабочих температур, толщины деталей, размеры кромок и другие технические параметры.

В мировой практике широко распространено применение немецкого стандарта DVS 2207-4, который более широко регламентирует проведение экструзионной сварки.

Примеры технических параметров сварки приведены в таблице.

Виды сварных швов

ГОСТ 16310-80 устанавливает более 10 видов сварочных швов, которыми можно соединять полимерные детали. Название шва зависит от внешнего вида его разреза. Рассмотрим основные из них.

V шов

С помощью столярного инструмента (ножовки, стамески или рубанка) производится обработка торцов соединяемых материалов. Создается скос, который в точке касания должен составлять угол в 45-90° градусов. На нижнем краю скоса должен оставаться прямой торец толщиной не более 1 мм.

Если стыкуются детали разной толщины, то сторона с большей толщиной срезается под большим углом, а меньшая – под меньшим. Таким образом, достигается равная толщина деталей в месте соединения.

Зазор между деталями не должен превышать 2 мм, чтобы обеспечить проникновение присадки во внутреннюю часть шва и обеспечить высокое качество соединения.

X шов

В отличии от V-образного шва, в X шве невозможно контролировать качество проварки. Но двойной шов призван компенсировать этот недостаток. Для такого вида шва предусмотрена собственная технология изготовления:

На соединяемых торцах формируются скосы с углом раскрытия 30-60° градусов,

Корневой слой стыкуется без зазора, предварительная фиксация осуществляется с помощью термофена. Проваривается шов сначала с лицевой части, затем с тыльной.

К шов

При применении такого шва производится обработка торцов скругленным скребком, затем производится предварительная фиксация листов с помощью термофена. Дополнительно может производится сварка со второй стороны соединения.

HV шов

Выполнение такого шва аналогично выполнению V-шва, однако угол раскрытия не должен превышать 60° градусов. Детали не стыкуются вплотную, между ними остается зазор в 2 мм. Этот зазор позволяет присадке проникнуть в соединение и выйти с наружной стороны, герметично закрывая шов.

Double HV шов

Процесс соединения деталей

Процесс подготовки и проведения сварочных работ с применением экструзионных покрытий проходит следующим образом:

• После запуска и прогрева экструдера производится его очистка от материала, использовавшегося ранее. Повторно применять присадку нельзя, потому что ее прочностные характеристики снижены,
• За 15-20 минут до начала сварочных работ производится очистка соединяемых поверхностей от пыли, масляных и жировых загрязнений механическим воздействием (скребками, мелкой наждачной бумагой),
• Обрабатываются торцы соединений под требуемый шов, на соединяемых поверхностях готовятся скосы или сварочные канавки,
• Производится нагрев соединяемых поверхностей горячим воздухом,
• Материал присадки поступает в экструдер, где нагревается от рубашки шнековой камеры и перемешивается до получения однородной пастообразной массы,
• Разогретая до вязкого состояния экструзия выдавливается через башмак на сварочный шов, частично расплавляя свариваемые детали и перемешиваясь с их веществом,
• На свариваемые поверхности с помощью сварочного башмака подается необходимое давление, обеспечивающее фиксацию деталей. Сила оказываемого давления зависит от материалов: так, для ПВД допустим широкий интервал давлений, а прочность соединения полипропилена падает при оказании слишком высокого давления.
• Процесс охлаждения проходит при естественных условиях, так как принудительное охлаждение приводит к уменьшению прочности шва вследствие перепада температур.

Существует два основных типа экструзионной сварки – бесконтактный и контактный.

Бесконтактный способ сварки требует применения прижимных устройств или прессов, с помощью которых оказывается давление на соединяемые детали. Экструзия при данном способе подается из мундштука, который не вводится в разъем.

При контактном способе мундштук вводится в соединяемый разъем до контакта с кромками и перемещается вдоль стыка под углом 10-15° градусов, заполняя полость присадочной массой.

Давление, создаваемое присадкой, позволяет отказаться от оказания дополнительного давления на материал.

Такая сварка позволяет обеспечить потери тепла и обеспечить дополнительный нагрев соединяемых поверхностей за счет тепла от мундштука.

Экструзионный способ сварки полимеров: особенности и схема работы

Сварка экструзионным способом является одним из видов соединения изделий из полиэтилена, полипропилена, пропилена и иных видов полимера. Экструзионная сварка представляет собой процесс соединения деталей из различных полимеров с использованием специального присадочного материала.

Соединение будет прочным и качественным, если присадочный материал по составу аналогичен соединяемым поверхностям. Экструзионный способ используется для сварки полипропиленовых листов, листов из пленки, различных ёмкостей, реже – изделий из ПВХ.

Этот вид соединения нельзя применять для сварки полиэтиленовых труб и иных пластиковых труб под напором, так как его прочности в 80% будет недостаточно.

Экструзионный способ существует для соединения толстостенных элементов.

И у него по сравнению со сваркой горячим воздухом с применением прутка есть преимущества: шов получается с первого раза, экструзионная сварка происходит быстрее, человеческий фактор сведен в минимуму, так как нет необходимости следить за параметрами сварки, уметь делать красивые швы. То есть, экструзионная сварка будет самой простой для начинающего. Можно сделать ручной сварочный экструдер своими руками.

Экструзионная сварка может быть двух видов: ручная и автоматическая. Среди ручных экструдеров следует отдельно выделить leister fusion 3c. Leister fusion 3c имеет множество преимуществ: высокая производительность, небольшой вес, простой и удобный корпус, пруток не «закручивается».

Хороший выбор сварочного оборудования содержится в интернет-магазине Weldmax. Также для использования в узких местах рекомендуется использовать недорогой ручной сварочный экструдер fusion 2. Ручной сварочный экструдер fusion 2 прост в управлении, компактный, удобный и прочный.

Сварочный экструдер leister fusion 2 оснащен системой защиты двигателя от холодного пуска. Ручной сварочный экструдер leister weldplast s6 — самый мощный в линейке данного производителя.

Ручной сварочный экструдер leister weldplast s6 шнековый, с небольшим уровнем шума, имеет множество программ.

статьи

• Общие требования
• Принцип работы
• Схема работы

Общие требования

Соединяемые детали из пластика и присадочный материал при экструзионном способе сварки должны быть идентичными по определенным показателям:

1. химический состав.
2. плотность.
3. показатели его текучести.

Если соединяются различные по показателям детали, тогда нужно выбирать присадочный материал, средний между значениями соединяемых поверхностей.

Еще одно правило связано с очищением кромок деталей. Это требование должно выполнятся очень строго. Так как многие виды термопласта на воздухе окисляются, очищать их нужно не раньше, чем за 15-20 минут до соединения.

Если будет допущено наличие посторонних предметов или частиц на поверхностях, шов будет некачественный.

Если после последнего очищения (не рекомендуется очищать растворителем) прошло более 20 минут, повторите процесс заново.

Принцип работы

Поверхностями для сварки полиэтиленовых труб и иных изделий являются сварочные канавки, углы полипропиленовых листов, поверхности пленки, расположенной внахлест.

Сначала поверхности разогреваются до температуры, необходимой для начала процесса пластификации. Для этого используется нагретый воздух, который исходит их сварочного экструдера.

Для нагревания также могут быть использованы внешние способы, например тепловое излучение от стационарного экструдера.

Вместе с этим будущий присадочный материал пока что в виде специальных гранул или прутка помещается в специальную камеру экструдера, в которой происходит нагрев содержимого. Содержимое нагревается до текучего состояния и с помощью шнека или диска (в зависимости от вида экструдера) выдавливается через сварочный башмак в область сварки.

Схема работы

Так как соединяемые поверхности должны стать вязкими перед сваркой, нагретый до определенной температуры воздух выходит в зону сварки из специального сопла. Температуру можно регулировать. Нагрев может быть осуществлен встроенными нагревателями в экструдере (термофен), либо может поступать от внешних носителей (компрессор или пневмосеть в организации).

Образцы шнеков для сварочного экструдера

Экструдеры бывают шнековые и безшнековые. Шнековые экструдеры отличаются тем, что присадочный материал расплавляется в шнековой камере и выталкивается наружу с помощью шнека. В безшнековых экструдерах присадочный материал выталкивается с помощью твердой, еще не расплавленной части прутка.

Такие экструдеры еще называют плунжерными. Их производительность меньше, чем у шнековых, с ними невозможно использовать гранулы в качестве присадочного материала. Зато его легко можно использовать в малодоступных местах.

На окончании сварочного башмака имеется специальное отверстие, которое контролирует поступление присадочного материала в зону сварки.

Экструзионный вид сварки используется чаще для полиэтилена низкого давления, полипропилена, других термопластов 1-й группы. Эта группа отличительна тем, что разница между расплавленным состоянием и состоянием термодеструкции примерно пятьдесят градусов.

Таким образом, незначительный перегрев на 30-40 градусов не испортит материал. Термопласты 2-й группы – это ПВДФ и ПВХ. Разница в температурах между вышеуказанными состояниями небольшая, что требует строгого соблюдения температурного режима в зоне нагрева.

Шнек для термопластов 2-й группы должен иметь особую форму для более тщательного перемешивания присадочного материала без перегрева.

Таким образом, экструзионный способ сварки полипропиленовых изделий является самым простым для новичков, применяется для соединения толстостенных изделий.

Новички могут изготовить ручной сварочный экструдер своими руками.

Ручной экструдер для сварки выбрать достаточно легко, так как на рынке существуем множество аппаратов для этого вида соединения, одним из самых популярных является сварочный экструдер leister fusion 2.
[Всего : 0    Средний: 0/5]

Экструзионный способ сварки полимеров: технология и оборудование, виды экструдеров

Понятие «сварка» относится не только к металлу. Она нужна также в работе с материалами типа полипропилен, полиэтиленпропилен, полиэтилен, то есть, полимерами.

Это вид сварки получил название экструзионного. Детали из полимера соединяют, используя присадочный спецматериал. Главное, чтобы состав у них был одинаковым. Это послужит гарантией качества шва.

Экструзионный способ выручит, когда нужно соединить листы из пленки, равно полипропиленовые и детали любых ёмкостей.

В меньшей степени подходит для ПВХ-изделий. И не подходит, в случае полиэтиленовых и других труб из пластика под напором. Его прочности на 80% в данном случае катастрофически мало.

Общие сведения

Экструзионный способ разработан специально, чтобы соединять толстостенные элементы. В отличие от традиционной с прутком, где нужен горячий воздух, здесь со швом мук почти не бывает.

Экструзия скоротечна, участие сварщика – минимальное, не приходится трястись над соблюдением режима процесса, долго осваивать азы «шовного дела».

Экструзионная наука доступна даже дебютанту. Умельцы смогут похвастать сварочным экструдером ручного типа, смастерив его сами.

Заниматься сваркой в ручном и автоматическом режимах – выбирать вам. В числе экструдеров в первом случае особняком стоит Leister fusion 3c. Преимущества в виде простого и рационального корпуса, скромно весит, а производительность выше.

Да, еще пруток безопасен в плане «закручивания». С неплохим ассортиментом принадлежностей для сварного дела можно ознакомиться на сайте интернет-лавки Weldmax.

При сварочных работах порой нужно пройтись по узким местечкам. Как раз для этих целей подойдет leister fusion 2. Понятен в управлении, малогабаритен, и устойчив к механическому воздействию. Fusion 2 не расстроит холодным пуском двигатель.

Нельзя не сказать несколько слов о ручном шнековом сварочном экструдере из линейки той же фирмы. С Leister weldplast s6 по мощности никто из всего ассортимента этого производителя не сравнится. Тем не менее, шумит не сильно, а сколько программ – удивишься.

Общие правила

При экструзионной сварке все части должны подходить друг другу. Имеется в виду химсостав, текучесть и плотность. В случае, когда у вас детали с разными показателями, состав присадки выбирается как нечто среднее между частями, которые нужно соединить.

Очистку кромок у деталей требуется проводить с тщательностью. Для большинства видов термопласта свойственно окисляться в атмосфере. Приступать к очистке лучше за 15-20 минут до начала процесса.

На поверхностях не допускается оставлять случайные мусоринки. Пострадает качество работы.

Не получилось подготовленные поверхности соединить в течение этого времени? Значит, очистку придется начинать заново. И еще. Применять для этого растворитель – плохая мысль!

Специфика

Варить трубы и др. конфигурации из полиэтилена экструзионной сваркой нужно по ходу сварочных канальцев, поверхностей пленок, которые кладут внахлест, также ориентиром будут углы полипропиленового листа.

Предварительно рабочие зоны разогревают до t, при которой должен запуститься процесс пластификации. С этой целью берут нагретый воздух, что идет непосредственно от сварочного агрегата.

Сгодятся такие источники извне как тепловое изучение, что дает стационарный экструдер.

Сейчас присадочный материал, который выбран (можно и прутком воспользоваться), помещают в спецкамеру устройства в гранулированной форме, где нагревают.

Когда масса доходит до стадии текучести, то, используя шнек, ее выдавливают посредством сварочного башмака туда, где намечен предполагаемый шов. Заменить шнек может, смотря, какой у вас экструдер, и диск.

Технология

К началу процесса экструзионной сварки поверхности, что нужно соединить, должны находиться в вязком состоянии. Потому воздушный поток, который нагрели до нужной t, направляют через сопло в место сварки.

Нагревание возможно во встроенном в экструдер термофене. Горячий воздух также обеспечат компрессор и пневматическая сеть, имеющаяся в организации. При этом t в термофене и от других источников поддается регулировке.

Какие бывают экструдеры

Они представлены шнековыми и безшнековыми образцами. У первых экструдеров процесс плавки проходит в камере. Наружу подается шнеком.

У тех, где оного нет, выдавливание ведется при помощи части прутка, которая еще не расплавилась, а значит, остается достаточно твердой. Безшнековые экструдеры имеют второе название – плунжерные. Они отличаются меньшей производительностью.

В них использование гранулированных присадок исключено. Но они проникнут в самые, мало кому доступные места. Кончик сварочного башмачка снабжен специальным отверстием. Он обеспечивает контроль за поступлением присадки в место сварки.

К экструзионному способу прибегают, когда работа предстоит с термопластами I группы, среди которых полипропилен, низкого давления полиэтилен. У них своя специфика.

Допустимое расплавление от необратимой термодеструкции отделяет 50 градусов. То есть, не стоит опасаться порчи материала, если он перегреется всего на 30 или 40 градусов.

Совсем другое дело, если перед вами термопласты II группы типа ПВХ или ПВДФ. С ними надо тщательно блюсти температуру в процессе нагрева.

В работе с термопластами этой группы нужен шнек особой формой. Он обеспечивает оптимальное перемешивание присадки, не допуская перегрева материала и гарантируя качественную экструзионную сварку.

Резюме

Если вы – новичок в сварном деле, то экструзионный способ сварки изделий из полипропилена будет самым доступным. Им вы сможете соединить любые толстостенные конфигурации.

Начинающим вполне по плечу сделать сварочный экструдер самим. Правда, это больше привлечет рьяных домашних умельцев. Большинство, наверняка, устроит богатый выбор ручных экструдеров, который предлагают торговые прилавки.

В числе фаворитов экструзионной сварки в ассортименте значится leister fusion 2.

Экструзионная сварка полиэтиленовых труб — Справочник металлиста

Прежде чем приступить к описанию особенностей каждого вида пластика, разберемся в самом процессе. 

Сварка пластика – процесс соединения нескольких термопластичных материалов с использованием тепла, давления и дополнительных (а может, и без) средств. Мы сейчас рассматриваем ситуацию, когда для скрепления двух поверхностей, на одну из них наносится размягчающий растворитель, позволяющий им взаимодействовать. 

ПРОЦЕСС:

• Место будущего шва подвергается воздействию реагента.
• Нитевидные молекулы пластичного материала способны переплетаться друг с другом, поэтому в месте соприкасания двух однородных полимеров появляются гомогенные образования.

ВАЖНО: допускается сварка лишь однородных (с одинаковыми молекулярными весами и плотностью) пластиков, например PP с РР, мягкий PE с мягким PE. Цвет материала не имеет значения. Исключения происходят только при необходимости создания достаточной прочности соединений, например, акриловое стекло с пластиком типа PVC. 

СВАРКА ГОРЯЧИМ ГАЗОМ

 В этом разделе мы рассмотрим 7 пунктов:

• Рабочее место;
• Подготовка шва;
• Способы сварки;
• Примеры швов;
• Применение круглых, скоростных и прихваточных форсунок;
• Дефекты сварки;
• Обработка швов;
• Свариваемость типов. 

РАБОЧЕЕ МЕСТО. СВАРОЧНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

К сварному оборудованию относятся:

• Пистолеты с диаметром в 3,4 и 5 мм;
• Форсунки;
• Приборы измерения температуры;
• Приборы измерения влажности;
• Приборы отделения масла и воды.

 Подготовка шва

• Швы бывают:
• V-образный простой;
• V-образный двойной;
• U-образный.
• Х-образный.

ВАЖНО: плиты, подлежащие сварке, должны быть безупречно прямыми. Добиться этого можно, используя рубанок, фрезу, нож, циклей.

Всю грязь, жир, пот от рук, пленку окиси необходимо удалить так же, чтобы выдержать одинаковое качество по всему объекту.

Наиболее часто употребимый V-образный шов. Он означает, что сварка требуется сразу с двух сторон плитки. Но это и хорошо, чем больше швов, тем меньше напряжения испытывает материал.         

Способы  сварки

Жизненно необходимо, чтобы склеиваемая поверхность и проволока для сварки были равномерно пластичны. Это требуется для того, чтобы не возникли потом трещины в швах из-за неполноценного скрепления. Поэтому контролируйте периодически процесс по температуре и воздуху.

 ПРОЦЕСС:

• Прогрев начального участка проволоки до матовой поверхности;
• Очистка ранее наваренного слоя от окисной пленки специальными средствами. Такая пленочка формируется при высокой температуре материала.

 ВАЖНО: чтобы уменьшить деформацию, сварной слой стоит охладить. Помимо всего прочего специалист обязан следить за равномерностью нагрева плит по обе стороны от шва, обычно такая площадь не превышает расстояния в 8 мм. 

На рисунке изображены V- и Х-образные швы. 

Примеры швов:

Толщина материала, мм	Сварочная проволокаКоличество  х  диаметр
V-образный шов              2                                          3                                          4                                          5	1 х 43х 31 х 3 и 2 х 46х3
DV- двойной                    4V-образный шов              5(Х-образный шов)           6                                          8                                          10	2 (1 х 4)2(3 х 3)2(3х 3)2(1 х 3 и 2 х 4)2(6 х 3)

Применение круглых форсунок

Более сложная работа, нежели сварка со скоростными форсунками, требуется больше умений. Сам процесс выглядит так:

 Проволока располагается под прямым углом, исключая образование трещин поперечных и осаживаний.

Применение скоростных форсунок

Сварка со скоростными форсунками, как правило, в 2 раза быстрее той, что с круглыми. Узкое сопло форсунки обеспечивает нагрев только необходимой зоны. Размер этих малышек зависит от диаметра проволоки. 

 Применение прихваточных  форсунок

Прихваточные значит фиксирующие детали. Горячий воздух подводится так, чтобы плавить кромки. Прихваточные форсунки используются всегда при V-образных. Так достигается безупречное соединение корневого участка и предупреждение концентрации напряжения. Специалисты сварки рекомендуют применять прихватки в случаях, когда полимерные плиты имеют сверху какие-либо элементы.

 Дефекты сварки   

Знание причин дефектов может помочь в их избежании.

К таковым относятся:

• Не соответствие температуры и количества воздуха требованиям сварки;
• Недостаточно очищены сварочные поверхности и проволока;
• Грязный воздух (влага, пыль и масло);
• Неправильный побор проволоки;
• Неровная поверхность плит;
• Через чур быстрая сварка. Из-за этого проволока не до конца приобретает пластичность и не может полностью заполнить шов, остаются прорези, через которые может просачиваться воздух и влага;
• Внутри шва имеются пузырики воздуха;
• Плита и проволока нагреты не одинаково, по этой причине плохое сцепление;
• Швы не прихвачены, полотна подвижны;
• Молекулярные цепочки повреждены через чур высокой температурой, склеивание не происходит. 

ПОСЛЕДУЮЩАЯ ОБРАБОТКА ШВОВ

Швы обрабатывать не обязательно, но если есть необходимость и желание, то можно:

• Строгать;
• Снимать напильничком;
• Шлифовать.

ВАЖНО: следите за тем, чтобы ваша послесварочная обработка не оставляла после себя царапины и надрезы. Полировка швов производится наждачной бумагой с каждым разом все более тонкой и менее грубой. 

Свариваемость различных материалов

Как говорилось ранее, сварке подлежат материалы одного рода и плотности. Проверить правильность ваших решений относительно совместимости полимеров можно в определениях формах по DIN 16776 (PE) и DIN 16774 (PP).

Релевантные величины MFR так же можно подсмотреть в наименованиях формовочных масс. Исключениями служат случаи, когда нужно получить достаточно прочное соединение, например, сварка PVC и акрилового стекла.

 Более подробно информацию можно изучить в Директиве DVS 2207 часть 15. 

Экструзионная сварка

Экструзионная сварка применяется во всех развитых странах мира, следовательно, как утверждают специалисты, главное — понять, как работает данный продукт (то есть, ознакомиться с инструкцией перед применением).

С экструзионной сваркой работа будет выполняться гораздо эффективнее, намного быстрее, профессиональнее. Такая сварка уникальна тем, что используется в огромном разнообразии нестандартных, сложных форм сварных швов, в отличии от основных форм, таких как внутренний угол, наружный угол и стыковые соединения.

 Для каждого шва всего лишь требуется подходящий по форме и размеру сварочный башмак.

Данная технология более применима, более результативна в отличии от стандартной сварки в данной сфере, ведь этот процесс обеспечивает:

•  Высокую скорость процесса сварки;
• Минимализирует влияние такого понятия, как человеческий фактор.

Устройство оборудования

Экструзионная сварка может сварить листы и огромные разновидные пленки из полимеров.

Неважно насколько изогнута деталь, или какой у нее радиус изгиба, который в большинстве случаев может превышать либо ширину шва, либо длину сварочного башмака, либо и то, и другое. Данная сварка более щадяша.

Сварочные экструдеры сваривают две детали, впрыскивая расплавленный присадочный материал туда, где надо осуществить процесс сварки.

Работает сварочный экструдер очень просто: экструдер снабжен нагревателем воздуха для того, чтобы зона сварки была нагрета, до вспрыскивания присадочного материала.

Далее горячий воздух подается через специальное сопло в зону сварки и нагревает поверхность до определенного вязко-текучего состояния. Температура воздуха у данного оборудования регулируется контроллером.

Также нагреватель может быть похож на термофен (оборудован специальным встроенным нагнетателем потока воздуха).

В некоторых компаниях экструдер получает внешнюю подачу воздуха – от компрессора, или монтажа пневмосетей предприятия.

Присадочный материал обычно в виде полиэтиленового или пластикового сварочного прутка, или гранул, подается через формующее отверстие головной части экструдера.

Обратите внимание, что сам материал деталей должен соответствовать химическому составу присадочного материала, как и совпадать показатель текучести.

Иногда бывает, что показатель текучести расплава (ПТР) свариваемых деталей разный, тогда нужно, чтобы присадочный материал имел средний коэффициент.

Шнековые элементы экструдера приводятся в движение обычной ручной дрелью (дрель выступает в роли привода).

Учитывая обычную продолжительность работы экструдера, рассматриваемая явно больше, чем у дрели, тем более на качественных экструдерах используются более модифицированные электромоторы, которые рассчитаны на длительный процесс работы.

К месту будет вспомнить нынешние современные двигатели привода, такие как асинхронный, который будет без графитовых щеточек.

Вот именно двигатели такой конструкции предрасполагают гораздо большим источником ресурса и самое важное регулируются с превосходной точностью, обороты данного шнека экструдера в немаленьком диапазоне — от 20% до 100%.

 Как же выглядит процесс прохождения через экструдер присадочного материала, подробнее.

Наша проволока начинает постепенно нагреваться и перемешиваться, пока она не станет однородной. Электронагрев нашего экструдера «рубашки» обеспечивает должный уровень температуры.

Если покупать простой тип экструдера, то проволока будет проходить через зону рубашки, только после чего в сварочную часть.

Этот пример показывает, что температура разогрева нашего присадочного материала зависит от температуры парящей там атмосферы.

Сварка полиэтиленовых труб: способы пайки ПЭ и ПНД (стыковая, муфтовая, терморезисторная), технология варки своими руками

Мы приветствуем нашего постоянного читателя и предлагаем вашему вниманию статью о том, что такое сварка полиэтиленовых труб – очень надежный метод соединения полиэтиленовых трубопроводов.

При устройстве инженерных систем в доме, подключении усадьбы к магистрали холодной воды или прокладке напорной канализации недорогие и практичные полиэтиленовые трубы просто незаменимы. Для монтажа трубопровода в земле и подвальных помещениях полиэтиленовые трубы – оптимальный вариант по соотношению цены и технологических качеств.

Полиэтилен как материал для инженерных систем недооценен, хотя достоинства ПЭ трубопроводов неоспоримы.

Полиэтиленовые изделия абсолютно безвредны для человека, материал химически инертен, прочен и одновременно пластичен, морозостоек (выдерживает замерзание с водой).

Недостатки полиэтилена – нестойкость к ультрафиолету и повышенным температурам – ограничивают его применение под открытым небом и для систем отопления и горячей воды, но для прокладки в земле полиэтиленовые коммуникации практически идеальны.

Гибкость полиэтиленовых труб позволяет прокладывать их без фитингов на поворотах, возможность укладки цельного куска от магистрали к узлу учета в доме – также большой плюс, ведь экономия финансов весьма существенна, и монтаж гораздо легче. Надежность и герметичность швов позволяют закрывать и заливать коммуникации стяжкой или фальш-стеной. Неразъемное соединение не требует обслуживания и регулярных осмотров, как разъемное соединение при помощи цанговых муфт.

Способы состыковки ПЭ труб

Трубопроводы из полиэтилена монтируются двумя способами: при помощи фитингов и фланцев или нескольких видов сварки.

Соединение требует специальных фитингов (муфт и раструбов) и без них. Для труб с толщиной стенки меньше 4,5 (диаметры 50-110 мм) применяют сварку с помощью фитингов, для более крупных труб с более толстой стенкой допустима сварка встык и экструдерная.

Диффузионный

Диффузионный способ заключается в разогреве торцов до вязкотекучего состояния. Подготовленные торцы заготовок стыкуются и слегка сжимаются. Подвижные молекулы полимера под воздействием давления продвигаются в соединяемые части, перемешиваются, при охлаждении застывают в новом положении, образуют новые химические связи и обеспечивают надежное сцепление патрубков между собой.

Выделять какой-то способ сварки как диффузионный неправильно. По сути, любая сварка полиэтилена содержит в основе процесс диффузии разогретых молекул.

Раструбный метод

Не самый типичный способ. Имеется два варианта выполнения: с помощью раструбных труб и муфт. Сам метод напоминает сварку трубопроводов из полипропилена: раструб или муфты и заготовки разогревается с помощью паяльника со специальной насадкой.

Затем заготовка вставляется в раструб другой трубы или муфту, фиксируется, прижимается и выдерживается. Время сварки – 20 секунд. Если используются муфты, то вторая труба впаивается в муфту аналогично. Стоимость муфт невелика, изделия с раструбом в магазинах встречаются нечасто.

Соединение получается надежным и прочным, можно сварить небольшие диаметры.

Сварка встык

Этот метод применим на трубах с толщиной стенки больше 4,5–5 мм и диаметром более 50 мм.

Перед проведением работ отрезают полиэтиленовую трубу строго перпендикулярно и тщательно зачищают торцы. Затем закрепляют трубу в аппарате для сварки и тщательно центруют.

Между торцами труб для нагрева вводят нагреватель, трубы прижимают к нему и прогревают до размягчения торцов. Затем быстро убирают нагреватель, торцы сжимают таким образом, чтобы образовался небольшой кольцевой наплыв в месте стыка – грат.

Охлаждают стык, затем убирают станок. Работа имеет свои тонкости, для нее необходимы два человека.

Сварка экструдером

Экструзионная – сварка при помощи небольшого аппарата, из которого под давлением выдавливается расплавленный полиэтилен. Сырье в виде стержней или гранул загружается в экструдер.

Экструзия применяется на напорных коммуникациях с толщиной стенки более 6 мм, но им можно залатать и безнапорные канализационные трубопроводы с более тонкой стенкой. Место соединения разогревается потоком горячего воздуха.

Желательно на торцах снимать фаску.

Качество шва получается очень высоким. Достоинство метода в том, что можно заварить уже проложенную полиэтиленовую трубу, не демонтируя трубопровод.

Сварка электромуфтовая

Это самый надежный, удобный и универсальный метод соединения. Его можно применять даже в труднодоступных местах. Но, к сожалению, он и самый дорогой – электросварные фитинги недешевы, сварочный аппарат также стоит немало. Сварка с помощью терморезисторных муфт применяется от небольших до самых больших диаметров полиэтиленовых трубопроводов.

При терморезисторной сварке полиэтиленовые заготовки обрезаются строго перпендикулярно, тщательно зачищаются от заусенцев и пыли, вставляются в муфту, центруются с помощью специальных приспособлений. В муфте имеется нагревательный элемент. Он подключается к специальному сварочному аппарату, подается ток, элемент разогревает муфту и торцы труб, и они свариваются.

При этом виде сварки крайне важно сохранить неподвижность соединения до полного остывания.

Какой способ лучше

До выбора лучшего способа соединения необходимо определить, какой из них применим в конкретном случае в зависимости от диаметра трубопровода.

Самый надежный и универсальный способ – сварка при помощи терморезисторных муфт. Но муфты, особенно больших диаметров, дороги, дорог и сварочный аппарат (но его можно взять напрокат). Поэтому такая сварка при обустройстве частного дома не слишком распространена.

Чаще сваривают встык или при помощи муфт под пайку. Сварка встык применяется на полиэтиленовых трубах с большой толщиной стенки, в частных домах такие обычно не используют. Эструзионная сварка пока не слишком распространена, в основном из-за малой известности метода.

Рекомендации для проведения качественной сварки

Для сварки ПЭ особое значение имеют качество обработки торцов стыкуемых труб. Они должны быть тщательно очищены от стружек, заусенцев, пыли, грязи, жира. Важно также тщательное центрирование заготовок, отсутствие эллипсности, точное совпадение диаметра и толщины стенок заготовок.

Нельзя трогать соединение до полного остывания. Нельзя проводить работы под дождем, снегом, в мороз.

Особенности работы с ПВД и ПНД

Эти два вида полиэтилена немного различаются по своим техническим характеристикам и параметрам. Информация сведена в таблицу.

Характеристика	ПВД (ПНП)	ПНД (ПВП)
Температура плавления, °С	103-110	125-132
Температура размягчения, °С	100	120-125
Жесткость	небольшая	большая
Гибкость	большая	небольшая
Хрупкость	маленькая	больше, чем у ПВД
Прочность	средняя	высокая

При сварке следует учитывать, что для расплавления ПВД требуется более низкая температура, чем для ПНД. ПНД имеет большую прочность, чем ПВД.

Выполнение сварки ПЭ труб своими руками

Сварка полиэтиленовых труб в домашних условиях не слишком сложна и вполне выполнима своими руками. проблема –дорогостоящее оборудование. Его в любом случае стоит взять напрокат, а не покупать.

Перед манипуляцией необходимо ровно отрезать заготовки и тщательно зачистить и обезжирить торцы.

Необходимые инструменты и материалы

Для сварки полиэтиленовых коммуникаций вам понадобятся трубы и, возможно, муфты.

Перечень необходимого оборудования:

1. Труборез – приспособление для резки.
2. Неплохо воспользоваться электроторцевателем для точного выравнивания торцов труб.
3. Для больших диаметров неплохо бы использовать фаскосниматель.
4. Аппарат для муфтовой сварки. Конструкционно он напоминает паяльный аппарат для полипропилена.
5. Соответствующие насадки.
6. Для торцевого соединения применяют специальный центровочный станок и нагревательный элемент.

Этапы работ

Сначала трубы обрезаются под углом 90°, зачищаются заусенцы, удаляется пыль и стружка, проводится обезжиривание. Удобнее выполнить эту работу электроторцевателем.

Технология муфтовой (раструбной) сварки

На паяльник надевают нужную насадку и разогревают его в течение времени, оговоренного в инструкции. Затем разогревают муфту и патрубок до размягчения полиэтилена и соединяют их. Дают время для диффузии и полимеризации – примерно 20 секунд соединение трогать нельзя. Затем таким же образом соединяют вторую заготовку с муфтой.

Соединение встык

Заготовки устанавливаются в станок для стыкования, фиксируются и тщательно центрируются. Перед тем, как паять, нужно удостовериться, что продольные оси заготовок полностью совпали.

Между полиэтиленовыми заготовками вставляется нагревательный элемент и выдерживается до размягчения материала.

Нагреватель убирают, заготовки быстро соединяют, сдавливают с усилием до образования кольцевого валика на месте шва. Выдерживают до охлаждения.

Стыковая сварка не так проста, как кажется с первого взгляда, и требует определенного опыта.

Контроль качества швов

От качества шва зависит надежность соединения. Высота валика грата при стыковом соединении должна соответствовать табличным данным.

Возле валиков не должно быть трещин, пор, раковин. Валики должны быть одинаковыми по всей окружности, одной высоты. Углубление в центре не должно опускаться ниже поверхности труб. Детали не должны быть смещены друг относительно друга. Если спаять брак – соединение придется разрезать и переделывать.

Фото бракованных стыковых соединений:

Заключение

Полиэтилен – замечательный материал для прокладки трубопроводов под землей. Научиться его монтировать и соединять различными способами несложно, эти работы вполне выполнимы своими руками.

Мы прощаемся с нашим любимым читателем и желаем ему успехов в прокладке инженерных коммуникаций к родному дому.

Подписывайтесь на нашу рассылку, получайте новую интересную информацию по вопросам ремонта, делитесь интересной информацией с друзьями в соцсетях.

(2 4,00 из 5)
Загрузка…