Сварка пластмассы в домашних условиях

Сварка пластмассы: технология и оборудование

Пластические материалы используются повсеместно во многих отраслях промышленного производства. Характерное свойство полимерных материалов, после расплавления приобретать механическую жесткость и прочность, широко используется не только при изготовлении различных изделий, но и при проведении ремонтных работ в домашних условиях.

Такое соединение пластмассовых материалов, называемое сваркой, является самым технологически обоснованным и экономичным способом при ремонте разнообразных изделий. Сварка пластмассы позволяет создавать стыковочные швы высокой прочности. Причем технология процесса и оборудование, применяемое для сварки, не представляет особой сложности для применения в домашних условиях.

Основные методы сварки

При всем большом разнообразии технологических методов сварочного процесса, способы сварки пластмасс можно разделить на две основные группы:

• холодная сварка осуществляется с помощью специальных химических реагентов, которые эффективно способствуют соединению пластмассовых изделий, без расплавления поверхностей;
• горячая сварка является соединением пластмассы на молекулярном уровне, когда поверхности доводятся нагревом до полужидкого состояния.

Задачей сварного соединения, любого типа, является создание прочного контакта между полимерными материалами посредством плавного перехода одного вещества в другое. Сварка пластмассы может осуществляться как с использованием специальных присадок, так и без них.

Метод холодной сварки

С развитием химической промышленности, холодная сварка для пластмассы получила наибольшую популярность не только среди профессионалов, но и у простых людей, производящих ремонтные работы изделий в домашних условиях. В принципе такое название больше соответствует научному термину, который обозначает вид соединения полимерных материалов. В общем, это технология склеивания пластических деталей, с помощью химически активных веществ.

В настоящее время производители выпускают необходимые компоненты для сварки трех видов:

1. Однокомпонентный состав внешним видом напоминает простой канцелярский клей. Универсальность этого состава позволяет сваривать практически любые полимерные материалы, с высоким качеством. Чаще всего однокомпонентный клей используется для сварки пластмассы в домашних условиях.
2. Двухкомпонентный клей состоит из эпоксидной смолы и отвердителя, которые поставляются потребителю в отдельных емкостях. Смешивание компонентов осуществляется в определенной пропорции, непосредственно перед выполнением работы.
3. Стержень с активным реагентом имеет наружную оболочку из отвердителя и внутреннюю, с наполнителем из эпоксидной смолы. Отрезав нужный кусок стержня, его необходимо тщательно размять пальцами, до образования однородной пластичной массы.

Все работы по подготовке клеевого состава необходимо выполнять строго по инструкции производителя.

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:

1. После предварительной обработки, непосредственно перед выполнением работы, нужно обезжирить поверхности соединяемых изделий. Для этого можно использовать практически любой растворитель на спиртовой основе.
2. Далее, согласно инструкции, на кромки соединяемых деталей наносится клеевой состав.
3. Поверхности плотно прижимаются друг к другу. Причем сжатие должно осуществляться до полного застывания состава.
4. 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.

Горячая сварка пластика

Горячий метод сварки пластиковых материалов основан на молекулярном взаимодействии расплавленных поверхностей до вязкого состояния. При этом необходимо учитывать характер реакции полимера на температурное воздействие. По этому принципу пластические материалы подразделяются на термопласты и реактопласты.

Термопласты не изменяют своих эксплуатационных показателей и химических свойств, даже при многократном переходе в расплавленное состояние. А главное, что, возвращаясь после остывания в исходную твердость, материалы не теряют своей прочности.

В отличие от термопластов, реактопласты, возвращаясь в исходное состояние, практически полностью теряют пластические свойства. Такая реакция материала, не позволяет ему повторно переходить в вязкую фазу, полностью теряя прочность.

Большинство пластмасс являются термопластами.

Способы сварки подогревом

В зависимости от способа подачи тепловой энергии в зону соединения полимерных материалов, существуют следующие виды горячей сварки:

• горячим газовым потоком;
• специальным разогретым приспособлением;
• воздействием на края изделий расплавленной присадкой;
• применением ультразвукового потока;
• использованием инфракрасного или лазерного излучения;
• нагреванием места стыка трением;
• воздействием электрического тока высокой частоты.

Первые три способа эффективны при сварке пластмассы своими руками в бытовых условиях. Остальные чаще всего используются непосредственно на промышленных предприятиях в процессе изготовления продукции.

Сварка разогретым газом

Нагрев места соединения может осуществляться с помощью газовой горелки, при этом используется горение азота или аргона. Но наиболее безопасной и экономически выгодной является сварка пластмасс феном, так как разогрев кромок стыкуемых изделий осуществляется горячим воздухом.

Изготовление и ремонт пластмассовых изделий осуществляется промышленными или бытовыми термофенами. Конструктивно это оборудование для сварки пластмасс устроено одинаково. Промышленные фены имеют большую мощность, регулировка которой осуществляется автоматически, а также укомплектованы рядом дополнительных функций и разнообразных насадок.

Сварка пластмассы термофеном выполняется в несколько этапов:

1. Определяется вид пластмассы, в соответствии с которым выбирается температура нагрева, а также подходящая для работы насадка.
2. Края соединяемых изделий зачищаются и обезжириваются.
3. Заготовки прочно фиксируются, чтобы не происходило их смещение во время выполнения работы.
4. Производится нагрев места соединения до расплавленного состояния, при котором и происходит слияние материалов.
5. После создания сварного шва, изделие должно остыть в естественных условиях. Применять дополнительное охлаждение не рекомендуется.
6. Затем производится окончательная зачистка шва.

Контактная сварка нагревательным прибором

Самым простым видом сварки пластика в домашних условиях является непосредственный нагрев кромок изделия горячим инструментом. Технологический процесс сварки контактным способом считается наиболее простым и легко применимым в бытовых условиях, так как не требует использования сложного оборудования.

Выполнение сварки можно разделить на два основных этапа:

1. Оплавление кромок соединяемых деталей.
2. Плотное сжатие расплавленных поверхностей и выдержка до полного остывания.

Время между этими операциями должно быть минимальным, чтобы материал не успел остыть. В противном случае качество сварного шва будет недостаточным.

В домашних условиях, для проведения мелкого ремонта, часто пользуются простым паяльником, оборудованным специальными насадками.

Использование присадок для сварки

Для увеличения прочности и качества шва, при соединении материалов из пластмассы, широко применяются специальные присадки. В качестве такого материала используются пластиковые прутки или полоски.

Добавление присадки в состав шва намного улучшает процесс сварки с использованием нагрева горячим воздухом. Главным условием качественного соединения пластмасс является соответствие состава присадки и полимерного материала.

Также, очень эффективным вариантом применения присадочного материала, является использование сварочного ручного экструдера. Это термомеханическое устройство, внешне похожее на пистолет, сначала нагревает полимерный материал до вязкого состояния, а затем автоматически выдавливает присадку на соединяемые поверхности.

Сварка пластмассовых изделий широко применяется как в производственных цехах, так и в домашних условиях. Технологию сварочного процесса легко освоить даже неопытному человеку, при этом необходимо помнить о соблюдении мер безопасности проведения работ.

Что нужно для сварки пластика?

Сварка термическая пластика на сегодняшний день считается наиболее экономичной, а порой и безальтернативной технологией соединения полимерных деталей, поскольку она гарантирует высокую прочность и качество соединения, причём как при промышленном производстве, так и в домашних условиях.

При всём огромном разнообразии технологии варки пластмасс их все можно разделить на две большие группы.

• Нагревание краёв деталей до полурасплавленного состояния.
• Соединение деталей при помощи растворителей, т. н. жидкая (атермическая) сварка для пластика. Полужидкое состояние соединяемых деталей в этом случае достигается при помощи специальных реагентов.

Как происходит нагрев?

Температурная сварка технологически проста, а потому её охотно применяют и при промышленном, и при кустарном производстве. В зависимости от конкретных задач и используемого оборудования нагрев пластиковых деталей происходит следующими способами:

• горячей газовой струёй;
• добавлением на края соединяемых деталей расплавленной присадки;
• соединение деталей выполняет раскаленный сварочный инструмент;
• использованием лазерного, инфракрасного или светового пучка;
• использованием ультразвукового пучка;
• применением трения;
• применением высокочастотных электрических импульсов.

При проведении сварочных работ следует обязательно учитывать характер поведения полимера при воздействии на него высоких температур. По характеру поведения они подразделяются на…

• Термопласты, которые при переходе в полурасплавленное состояние не меняют свои химические свойства. Температурная сварка для пластика термопласта может быть применена многократно, поскольку она не изменяет его химический состав и эксплуатационные свойства.
• Реактопласты от нагревания изменяют свои химические свойства, причём эти изменения являются необратимыми. Часто эти изменения связаны с процессом окисления, при котором полимер обугливается, но так и не переходит в полурасплавленное состояние. Поэтому для их соединения применяются технологии, не связанные с нагревом. Кроме того, чрезмерный нагрев может вызвать появление опасных для здоровья газов, как это, например, происходит с АБС-пластиками. При сильном нагреве ABS-полимера выделяется ядовитый акрилонитрил.

Технология выполнения сварки полимеров

Какую технологию выполнения сварочных работ вы бы ни выбрали, она будет выполняться в несколько основных этапов.

• Разогрев краев соединяемых деталей. Эту задачу может выполнить нагретый инструмент, газовая струя или энергетический пучок различной природы (лазер, ультразвук, инфракрасное излучение и пр.).
• Соединение под давлением нагретых краёв деталей.
• Формирование в зоне сварочных работ единого полимерного полотна.

Наиболее важной для полученного результата является второй этап производимых работ. Именно на этом этапе происходит полурасплавление свариваемых деталей и перемешивание их в однородную массу.

От качества и площади зоны перемешивания будет зависеть прочность полученного соединения.

Следует понимать, что при некоторых видах сварки, прежде всего при ультразвуковой и импульсной высокочастотной, образование сварного шва происходит очень быстро.

Рассмотрим наиболее простые с технической стороны виды сваривания пластиковых деталей.

Сварка при помощи нагретого инструмента (термоконтактная сварка)

Чаще всего данную технологию применяют для варки труб, при производстве полимерных ёмкостей, соединении пластиковых деталей различных конструкций, в т. ч. и автомобильных.

Для этих целей чаще всего применяют метод прямого нагрева, для чего края соединяемых деталей сначала полурасплавляет плотно прижатый к ним разогретый инструмент. Затем края с усилием соединяют друг с другом, в результате чего происходит их сплавление. Для получения качественного результата необходимо держать края деталей под давлением до полного их остывания.

Устройства для термоконтактной сварки пластика могут работать встык и враструб. Последнее используется только для сварки полимерных и ПВХ-труб. Сварочный инструмент, работающий встык, способен соединять не только трубы, но и листовой пластик.

В домашних условиях как нагревательный инструмент можно использовать и простой паяльник. Правда, скорость сварочных работ будет крайне медленной, а расход электроэнергии, наоборот, большим. Поэтому лучше всего использовать паяльник для сварки небольших деталей.

Сварка нагретой сварочной струёй

Согласно данной технологии, пластиковые листы нагреваются сварочной струёй из строительного термофена или сопла горелки. Для нагрева пластика применяются аргон, азот, углекислый газ и даже обычный воздух.

Сварка пластика феном считается наиболее экономичной.

Но в нагретой феном воздушной струе содержится кислород, который при высоких температурах будет вступать в реакции окисления, разрывая полимерные цепочки и ухудшая качество соединения деталей.

Преимущества сварки нагретой газовой струёй:

• простой и доступный набор необходимого оборудования;
• процесс сварки не потребует от вас высокой квалификации;
• возможность выполнения сварочных работ в любом помещении, даже дома, поскольку этот вид сварки абсолютно безопасен и безвреден.

Однако у данной технологии имеются и свои ограничения, связанные с тем, что нагретая газовая струя сможет эффективно прогревать лист пластика толщиной не более 2 мм. Оптимальная же толщина — это не более 1.5 мм.

Различают два способа варки: с присадкой и без неё. В качестве присадки используются пластиковые полоски или прутки толщиной (диаметром) не более 2 мм. Обратите внимание, пруток (полоска) для сварки пластика должен быть из того же материала, что и соединяемые детали.

Существуют и другие технологии сварки пластиковых деталей, но они чаще всего применяются в промышленных условиях.

Понятие и технологии сварки пластиков: что это такое и как происходит?

Сегодня соединением пластмассовых деталей уже никого не удивить — домашние мастера свободно владеют строительным феном или экструдером для соединения полимеров.

Что такое сварка пластика в широком понимании этого процесса — это прочное соединение изделий из полимеров горячим способом, каждый метод отличается индивидуальными особенностями, но после застывания мы имеем высокого качества новую конструкцию.

Виды пластика, которые свариваются

Для соединения выбираются такие виды пластмасс:

• полиэтилен соединяется путем нагревания кромок, а затем он сжимается под давлением, чтобы не происходило коробления краёв;
• полипропилен используется для прочного соединения металлопластиковых труб, для этого используют специальный электропаяльник с мощностью до 1500 V, который создает температуру в месте соединения до 260° С;
• полистирол применяют для изготовления бытовых предметов, например, игрушек, одноразовой посуды;
• полихлорвинил — для соединения линолеума, натяжных потолков.

Сварщик пластмасс любого разряда обязан знать все виды пластмасс, применяемых в производстве, технологию сварки.

В отдельных отраслях современного производства используют разные виды сварки пластика, которые осуществляются с помощью:

• электрического разогрева соединяемых поверхностей;
• контактного теплового оплавления или проплавления;
• газового нагревателя с использованием пластиковых электродов или без них;
• высокой частоты электрического поля.

Материалы и инструменты

Пластик или пластмасса, а также искусственные полимеры за последние годы приобретают всё большую популярность для изготовления различных предметов для использования в быту.

Производители позаботились о разнообразном инструменте для прочного соединения аналогичного состава деталей и труб, поэтому домашние мастера при ремонте уже давно используют оборудование, позволяющее выполнить сварку пластмасс без особых профессиональных навыков.

Самым распространенным видом считается соединение металлопластиковых труб для подачи воды или отопления в места проживания.

Прутки

Эти изделия используют как электроды, стержни для пайки по пластику при соединении листов или других деталей из пластмассы, полиэтилена. Размер их варьируется, как и конфигурация, например, диаметр от 3 до 7 мм, а стержни квадратного сечения для пайки пластика могут иметь большие размеры.

Прутки выпускаются двух видов: полиэтиленовые и полипропиленовые, качество изготовления высокое, они не портятся при длительном хранении, не деформируются.

Ходовой размер 4—5 мм, используются для ремонта или надежного соединения листов полипропилена.

Основное применение пластиковых электродов в сварочных экструдерах, где они разогреваются до полужидкого состояния горячим воздухом.

Разновидности оборудования

Аналогичное оборудование заказывают в интернете или приобретают в специальных магазинах. Все приспособления разделяются на такие группы:

1. Ручная аппаратура, работающая на основе горячего воздуха.
2. Сварочные экструдеры.
3. Машины для сварки листового материала.
4. Автоматические сварочные машины.

Среди такого изобилия сварочных аппаратов для соединения деталей из пластика покупателю трудно выбрать нужный агрегат, поэтому далее мы подробно опишем каждого представителя указанных выше групп.

Ручной фен

Различие среди модельного ряда только в мощности и эргономике, а суть агрегата всегда одна: нагревание припоя и кромки деталей до температуры частичного расплавления и последующее формирование прочного соединения.

На вопрос пользователей — как правильно сварить пластик, есть простой ответ: квадратный пруток укладывается в зазор между деталями, затем разогревают его и кромки строительным феном.

Это изделие по конфигурации напоминает аналогичный бытовой прибор для сушки волос, только мощность и температура намного больше. Пластик кромок деталей и прутка под воздействием горячего воздуха, расплавляется, получается однородная консистенция, которая после остывания представляет собой единое целое.

Регулировка температуры используется автоматическая или ручная, поэтому оборудование подходит как новичкам, так и профессионалам. Насадки продаются разные, что зависит от соединений: внахлест или встык. Диаметр и форма сопла пользователи подбирают в соответствии с опытом проведения подобных работ, а новички сверяются с инструкцией.

Бытовые фены стоят недорого, поэтому их используют для несложного ремонта, а промышленные фены применяют как инструмент при сварке труб и полимерных тканей.

Экструдер

Внешне он напоминает пистолет, на конце которого находится специальная насадка, в которую вставляется пруток из пластика или аналогичная круглая трубка. Принцип работы прост, как всё гениальное: пруток нагревается до полужидкого состояния и выдавливается на место стыковки деталей, где быстро застывает, образуя идентичное и прочное соединение.

За один проход соединяются толстые детали, а производительность намного больше чем у фена. Единственным недостатком считается невозможность соединения деталей из разнородного пластика, имеющего различную температуры плавления. Перед соединением кромки тщательно обрабатываются, удаляются загрязнения и жирные пятна, которые могут повлиять на качество и прочность будущего соединения.

При помощи такого агрегата можно производить армировку при сваривании пластмассы, чтобы укрепить шовное соединение или восстановить усиленную конструкцию.

Агрегат контактной сварки

Это оборудование основано на контактных видах сварочных технологий, где применяется воздействие кратковременных тепловых импульсов совместимых с механическим давлением. Такая техника используется на производственных предприятиях, специализирующихся на выпуске продукции из сваренных пластиковых листов. Поэтому их часто называют агрегатами для сварки листовых полимеров.

Сварочные аппараты для пластика

Такое оборудование применяется для герметичных соединений, когда требуется сварить сложные технологические узлы из полимеров. Аналогичные сварочные агрегаты используется только на крупных предприятиях, т. к. стоимость их приобретения и обслуживания довольно высокая.

Технология выполнения

В производственных целях такие методы надежного соединения полимерных конструкций применяют в тех случаях, когда:

• соединяемые части, детали и заготовки состоят из однородного пластика или материалов с близкими значениями по прочности и молекулярному составу;
• не допускается присутствие чужеродных вкраплений или прослоек на основе клея;
• основным требованием к процессу соединения является механизация, автоматизация и высокая производительность.

Применение сварки пластика дуене рекоментся при разнородности материалов, потому что во время больших нагрузок возникает расслоение сварных швов.

Горячая газовая технология

Такой вид соединения применяется с использованием тепла, когда его носителем является газ: аргон, кислород или так далее, но самым экономичным признан воздух, потому что его составляющие не агрессивны к полимерам.

Термическая

Простейшими аппаратами признаны паяльники, работающие от сети с напряжением 220 В, для лучшего разогрева соединяемых поверхностей применяются специальные насадки. Охлаждение стыков, специально обработанных и зачищенных до начала плавления, происходит под давлением, чтобы шовное соединение было качественным.

Специальное оборудование для сварки листового пластика в больших объемах применяется в производственных целях. Пластиковые и металлопластиковые трубы, обеспечивающие домостроения водой и теплом, соединяются муфтовой сваркой.

Для этих целей используется специальный паяльник, при помощи которого разогреваются законцовки труб и затем происходит их прочное сваривание под давлением.

Инструкция по сварке пластиковых труб прилагается к каждому аналогичному агрегату.

Высокочастотная

Этот метод экономичен и применяется во многих сферах промышленности, сварка осуществляется между двумя электродами из металла, между которыми проходит ток высокой частоты 30—75 МГц. Соединяемые детали, например, кромки листов винипласта толщиной 0,5—2,0 мм нагреваются в высокочастотном электрическом поле до нужной температуры, а затем остывают под давлением.

Существуют два метода соединения: встык и внахлест, при втором варианте кромки соединяются со скосом в 45 градусов или без него, ширина шовного соединения 2—4 мм, а скорость сварки —3 м/мин.

Ультразвуковая

Это универсальная методика соединения полимеров, когда применяется локальный нагрев, который по температурным показателям близок к параметрам расплавления, исключает перегрев материала, что происходит иногда при использовании других методов. Используется частота от 17 до 45 кГц, а электрические колебания преобразуются в механические для рабочего инструмента, которые передаются материалу.

Фрикционная

При активном трении вырабатывается теплота, которая заставляет материалы частично расплавляться, а сильное сжатие до 1 МПа, помогает прочному соединению. Преимущество способа в быстром соединении, а недостаток — свариваются детали тел вращения, применяется только для жестких структур термопластика.

При помощи лазера

Аналогичная технология впервые была применена в 70-х годах прошлого столетия, но и сегодня она остается очень дорогой, поэтому не выдерживает конкуренции с другими видами прочного соединения пластика.

Такие системы обработки пластмассы с успехом применяются: в автомобилестроении на автоматических линиях по сборке пластиковых деталей; в электронной промышленности, где требуется бережное и осторожное отношение к мелким деталям, например, платам блоков электронного управления.

При производстве медицинского оборудования, где требуются особые условия стерильности, во время герметической упаковки продуктов питания на молокозаводах и мясокомбинатах. Лазерная сварка полимеров позволяет соединить деталь со сложной геометрической конструкцией, где другие методы бессильны.

С растворением

Один и простейших методов прочного соединения, основанный на растворении кромок пластиковых деталей и последующим их сильном сжатии до полного отвердевания. Для ускорения процесса иногда применяется несильное нагревание конструкций. Недостатки: токсичность растворителей, поэтому используется в исключительных случаях.

Для домашних условий

У себя дома можно использовать строительный фен, паяльник для соединения труб, методику склеивания пластмассы, набор с термопистолетом и вариант с растворителями, но надо помнить о вредных газах, выделяемых нагретым до температуры плавления полимером, и обеспечить хорошее проветривание, эти же условия необходимы при использовании токсичных растворов.

Выводы

Самостоятельно можно соединять пластиковые детали и трубы в домашних условиях, но при этом надо иметь навыки работы с представленными выше агрегатами и строго выполнять технику безопасности.

Как сваривают пластик

В широком смысле сварка — это соединение деталей путем неполного расплава, во время которого материал размягчается и перемешивается, образуя однородную массу. Одновременно с остыванием происходит отвердевание материала — фактически листы, трубы или любые другие детали сплавляются воедино. Образуется сварной шов.

Хороший шов имеет прочность, сопоставимую с прочностью соединенных деталей. Сваривать можно не только металлы. Многие виды бытового пластика хорошо поддаются сварке. Но технология сварки пластика существенно отличается от технологии сварки металлов.

Влияющие факторы

Сварка пластика — процесс несложный даже в домашних условиях, но для успешности работ необходимо соблюсти ряд условий. Подвергать сварке можно только пластики из группы термопластов.

Термопласты — разновидность пластмасс, которая полностью сохраняет свои свойства при нагреве, расплавлении и последующем отвердевании. Этим они отличаются от реактопластов, которые после финальной обработки (отливки или штамповки изделия) не могут нагреваться без разрушения.

Проще говоря, при высокой температуре термопласты плавятся, но потом затвердевают, а реактопласты обугливаются и горят. Область применения реактопластов значительно уже. В быту гораздо чаще встречаются разные виды термопластов.

Подвергать сварке можно следующие виды пластиков, относящихся к термопластам:

• полиэтилен (высокой и низкой плотности);
• полипропилен;
• поливинилхлорид;
• полистирол;
• поливинилацетат;
• полиэтилентерефталад;
• поликарбонат;
• нейлон.

Соединять друг с другом сваркой можно только однородные пластики — нейлон с нейлоном, полистирол с полистиролом, и так далее.

Два подхода

Сварка пластмасс может производиться различными способами. Но существует два основных подхода — температурный и холодный. Первый основан на воздействии на пластик сравнительно высокой температуры (в диапазоне 200-300  °C для разных видов пластиков).

Термическая сварка пластика может осуществляться:

1. потоком горячего газа (воздух, азот, аргон);
2. раскаленным контактным инструментом (паяльник, специальный аппарат для сварки пластика);
3. расплавленной присадкой;
4. трением;
5. ультразвуковыми волнами;
6. точечным нагревом лазерным, инфракрасным или другим световым излучением;
7. высокочастотным электрическим током.

Принцип холодной сварки иной. Он также делится на два принципиально разных подвида. Первый — это сваривание пластика частичным расплавлением с помощью химических растворителей.

Под воздействием определенных химикатов соединяемые края размягчаются, соединяются под давлением и под давлением же остывают. В силу сложности, а также того, что самые популярные полимеры полиэтилен и полипропилен этому способу не поддаются, в быту его применяют редко.

Второй подвид — это применение двухкомпонентного полимерного состава, по тому же принципу, что и у холодной сварки металла. Настоящим свариванием не является, но может обеспечить достаточно прочное, близкое к прочности соединяемых пластиковых поверхностей, соединение.

Наиболее распространенные способы

Прежде чем говорить о самых доступных для пользователя способах сваривать пластмассу, нужно определиться с областью применения этого способа крепежа в домашних условиях.

Как правило, это либо герметичное соединение пластиковых водопроводных труб, в том числе на участках, где вода курсирует под давлением, либо соединение листового пластика в различных целях — изготовление каких-то изделий, ремонт пластиковых канистр, баков, бамперов.

Обратите внимание, что сваривание часто используется дайверами для ремонта гидрокостюмов с соответствующим покрытием.

К ним относятся лазерная, инфракрасная, ультразвуковая сварка пластика, сваривание трением и некоторые другие способы.

В то же время соединение с помощью прямого контакта с термоинструментом, с помощью раскаленного газа либо экструдера, технологически вполне доступно для домашнего мастера или выездного ремонтника.

Контактный способ нагревом

Технологически это самый простой способ сварки пластика. Для него не нужны даже электроды. Но конструкция применяемого аппарата различна для сварки листовых материалов или, к примеру, для соединения труб.

Самым простым аппаратом, применяемым для сварки небольших деталей, является обычный электрический паяльник на 220 В. Для увеличения площади нагрева, а также чтобы не портить жало, может применяться специальная насадка.

Им можно сваривать самые распространенные пластмассы — полиэтилен и полипропилен. Большая часть пластмассовых деталей для домашнего хозяйства производится из них.

Принцип этого метода несложен. Кромки деталей разогревают (для полиэтилена и полипропилена температура должна быть 200-260  °C), соединяют внахлест либо стык-в-стык и плотно обжимают в струбцине или в тисках.

Охлаждение должно происходить под давлением, иначе добиться качественного шва не удастся. Перед началом работы края рекомендуется зачистить и промыть.

Специальный сварочный аппарат применяется для сваривания листового пластика в больших объемах. Соединение труб нагревом также требует особого инструмента. Сварочные аппараты для труб делятся на 2 вида — для сварки встык и для сварки враструб.

Второй способ предназначен для сварки труб разного диаметра, плотно заходящих одна в другую. Такие аппараты обеспечивают необходимое давление.

Раскаленный газ

Сварка пластика газом означает, что для размягчения материала используется направленный поток раскаленного воздуха либо промышленного газа — аргона, азота и других. В бытовых условиях обычно применяется воздух, а инструментом для его подачи служит строительный фен.

Температура подаваемого газа должна быть примерно на 80-100 ° выше, чем температура вязкотекучести, то есть размягчения до нужной кондиции свариваемого металла.

В этих условиях также необходимо обеспечивать давление на соединяемые кромки пластика.

Такая насадка позволяет сжимать поверхности во время сварки. Специально для обработки широкоформатных листов — баннеров, тентов, элементов крови — разработаны щелевые и формировочные насадки на типовой промышленный фен (тепловой пистолет).

В промышленности чаще применяется специальный газовый состав, обеспечивающий отсутствие окислов в сварном шве, которые ослабляют его структуру. В быту это некритично, так как нагрузка на пластмассовые детали обычно незначительна.

Нагрев газом налагает ограничение на толщину свариваемого материала — не более 2 мм. Оптимально — 1,5 мм.

Газовое сваривание пластика может быть как без применения присадочного материала, так и с присадкой. Роль присадки играют так называемые электроды — стержни из пластмассы различных марок (подбираются исходя из марки пластика), диаметром от 2 до 6 мм.

Называть их электродами не совсем корректно. Никакой ток по ним при газовой сварке не идет (почти все пластики — диэлектрики). Но название прижилось просто по аналогии со сваркой металла.

Использование присадки позволяет увеличить прочность шва и углубить сварной шов. Этот способ подходит для скрепления более толстых деталей. Возможна как ручная подача присадки с прикаткой валиком, так использование специального оборудования — экструдера, экструзионного пистолета.

Применение экструдера

Экструдер — это устройство для подачи в область сваривания присадочного материала. Его использование существенно упрощает процесс сварки.

Ручной экструдер для пластика выглядит как пистолет, совмещенный с тепловым феном. Через него непрерывно подается присадочный стержень, окутываемый потоком раскаленного воздуха.

Во втором случае сопло аппарата проходит непосредственно внутри сварного шва, и этим осуществляется необходимое давление. Экструзионный способ сваривания пластика — самый простой, быстрый и надежный среди всех видов ручной сварки, он уступает только автоматическому и полуавтоматическому методам.

Сварка пластика: строительный фен, пруток и другой инструмент для пластмассы

Сварка пластика является самым экономичным технологичными способом, не имеющим аналогичных методов скрепления пластмассовых деталей.

Сварочные работы пластиковых изделий гарантируют высокое качество скрепления, а также возможность совершать процесс вне зависимости от условий – в массовом или единичном производстве, на промышленных предприятиях либо в домашних условиях.

Виды сварки для пластмассы

Сварка пластмассы может осуществляться большим количеством методов.

Их классификация насчитывает два основных типа: скрепление частей при помощи нагрева поверхности строительного пластика до вязкотекучей концентрации и сварка полиэтилена без применения нагрева, с более низкой температурой, не доходя до вязкотекучей консистенции.

Этого состояния можно добиться при помощи растворителя.

Самым распространенным методом сварки пластиковых изделий является плавление при помощи термофена.

Разновидности сварки пластика.

Помимо этого, принимая ко вниманию способ изменения и ввод в контактное место, стоит отметить и другие способы работы с пластиком, а именно:

• нагретый газ – сварка происходит встык;
• расплавленная присадка;
• ультразвук;
• трение – для этого используются специальные прутки;
• световое, инфракрасное либо лазерное излучение;
• специальное нагретое оборудование;
• ток повышенной частоты.

Под воздействием горячей температуры, а также за счет свойства свариваться при помощи тепла, полимер делится на термопласт и реактопласт. В первом случае вязкотекучего состояния добиться крайне трудно из-за химического состава элемента.

Главной особенностью выступает многократное нагревание, доведение конструкции до мягкого состояния, а затем возвращение её в первоначальное состояние, не нарушая структуру и свойства.

Многие полимеры оказываются термопластами. Реактопласт, наоборот же, после проведения обработки под влиянием сварочного оборудования видоизменяется и теряет своё первоначальное состояние, переходя в более вязкотекучую консистенцию. Не рекомендуется такой материал сваривать при помощи увеличения температуры.

Технология сварки пластика.

Сварка пластика феном проходит несколько основных этапов:

1. Подвод и изменение энергетического потока, который обеспечивает надежность деталей, подвергаемых сварке.
2. Взаимодействие двух скрепляемых частей при соприкосновении друг к другу.
3. Формирование структуры пластика в месте соприкосновения.

Второй этап в процессе сварки пластиковых изделий является одним из самых важных, поскольку от него зависит качество скрепления.

Вязкотекучее состояние возникает за счет смешивания расплавленных слоев, где в итоге грань трещины пропадает и соединение имеет повышенную прочность, нежели при высокоэластичной консистенции. Скрепляются детали достаточно быстро, даже при ультразвуковой и высокочастотной сварке.

Какие технологии можно применять в домашних условиях?

Из всех существующих технологий сварки пластика своими руками в домашних условиях можно использовать ниже указанные варианты.

Одним из самых простых и популярных способов скрепить стыковые листы пластика является сварка для пластмассы при помощи нагретого инструмента. Главным достоинством считается низкая цена специального инструмента для плавления материала, легкая и простая эксплуатация в работе.

Такой способ можно использовать, чтобы сваривать трубы, производить тару, любую ёмкость, в автомобильном производстве либо изготовлении изделий из пластика. Нагревать можно несколькими способами – прямым и косвенным.

Работа такого вида осуществляется благодаря специальному сварочному аппарату, предназначенному для соединения полимерных труб встык либо в раструб.

Зачастую данными оборудованиями пользуются именно в домашних условиях, поскольку только они могут скрепить части, обладающие маленькой плоской поверхностью. Также для этой цели можно использовать классический вариант в виде электрического паяльника, им можно сваривать термопласт.

Горелка для сварки пластика.

Ещё одним доступным способом является нагретый газ. Для этого метода используется специальный инструмент для сварки пластика. Им может выступать фен, горелка различного типа – в них применяется нагретый газ. Зачастую для того чтобы нагреть поверхность используют воздух, углекислый газ, азот, аргон либо любой продукт горения.

В зависимости от характеристики сплавляемых между собой деталей подбирают один из газов. Для более прочного шва мастера зачастую применяют аргон либо азот. Однако выгодным и экономным вариантом считается воздух.

Благодаря использованию недорогого и простого в работе инструмента, которое может выполнить скрепление пластиковых частей любого размера и форм, появляеься возможность обусловить большую популярность рассматриваемого типа сварки.

Его также применяют для ремонта изделий, изготовленных из тонкого пластика, в сварочных работах химических оборудований, емкостей и т.д.

Выделяют несколько методов сварки пластика при помощи нагретого газа: с применением специальных присадок и без таковых. В роли таких присадок могут выступать прутки с сечением 2-6 миллиметра либо планка с таким же материалом, что и свариваемая деталь.

Благодаря дешевому и простому оборудованию с нагретым газом сваривать пластик можно и дома.

Оборудование является незаменимым устройством в случае крепления пластика своими руками. Чтобы скрепить несколько деталей, необходимо выставить конкретную температуру, которая регулируется пистолетом.

Тепловые потери в данном случае снижаются, в результате чего появляется возможность передавать тепло напрямую от инструмента к запчасти. Кроме этого, в данном методе не нужны дополнительные прижимные устройства.

Итог

Сварочные материалы должны быть однородными для сварки пластмассовых изделий. В данном случае дополнительные крепежи или клей будут неэффективны. Кроме этого, чтобы пластик для сварки был надежно прикреплен, необходимо массу изделия минимизировать.

Оборудование для сварки пластмасс

01.11.2018

Сварка пластика – надежный способ монтажа труб или листов на молекулярном уровне. Шов однородной структуры получается с помощью разогревающего оборудования – сварочных аппаратов. Работа с ними не требует особых навыков.

Научиться самостоятельно сваривать пластик несложно. Труднее выбрать инструмент, который годится для работы в домашних условиях. При выборе учитываются плюсы и минусы каждого. Советы специалистов бывают полезны.

Горячему соединению поддаются не все виды пластмасс, а только не дающие усадку при нагреве.

Способы сварки пластика и оборудование

Для пайки пластика в домашних условиях применяется несколько методов.

1. Контактная сварка для пластика наиболее удобная. Не требует присадочного материала. Самый простой из них – бытовой паяльник с рабочим напряжением 220 вольт со специальной насадкой вместо жала, она обеспечивает большую площадь разогрева. Контактный метод считается универсальным, им соединяют полипропилен и полиэтилен различной плотности, формы и толщины. Сущность процесса – разогрев зоны шва до 260°C с последующим соединением деталей стыковкой или внахлест. Существует три вида оборудования для сварки пластиков: 1) когда нагревательный элемент воздействует на всю толщину детали (для листового и трубного пластика); 2) зона разогрева ограничена (соединение листов внахлест); 3) одновременно нагревается внутренняя и наружная часть соединяемых элементов (стыковка враструб).
2. Строительный фен, он же термопистолет, с насадками

   Соединение деталей горячим воздухом с помощью строительного фена или термопистолета позволяет применять присадочный пруток, он подается вручную. Принцип работы оборудования прост: воздух от электронагревателя вентилятором нагнетается через узкое отверстие в зону разогрева.

   Полимер плавится, образуется шов. Фен с насадкой удобнее пистолета, пруток заправляется в насадку, левая рука высвобождается. Для дома часто приобретают термопистолет или фен мощностью 1,5 или 2 кВт. Он разогревает воздух от +180°C до +260°C, модели оснащены терморегуляторами.

3. Соединение деталей экструдером предполагает подачу расплавленного полимера в зону соединения деталей. Этот метод самый простой и надежный, после сварки образуется ровный шовный валик.

Ручной экструдер для сварки пластика

Экструдеры выпускаются двух типов:

• бесконтактный, когда подаваемую массу необходимо разравнивать специальным валиком;
• контактный, когда мягкий полимер подается с усилием.

Регулировка осуществляется с учетом вида полимера, толщины присадочного прутка.

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 пластмасс экструдером

Из всех горячих методов самым экономичным и удобным считается соединение пластиковых элементов контактным экструдером, когда расплавленная масса, подаваемая в стык, прижимается направляющим соплом. Этот метод применяется для деталей с толстой стенкой. Экструдер подает уже размягченный материал. При таком способе:

• уменьшается расход энергии;
• улучшается теплопередача;
• нет необходимости использовать прижимные устройства;
• легче контролировать качество шва.

Основные этапы технологического процесса:

1. Разогрев свариваемых кромок до состояния вязкости разогретой массой;
2. Стыковка силой рук или специальными устройствами;
3. Естественное охлаждение соединенных деталей (их нельзя сдвигать до полного затвердевания).

Выбор сварочных прутков

Присадочный материал выбирается под тип свариваемого пластика. Он указывается в маркировке. Присадочные полипропиленовые стержни выпускаются разного сечения: треугольные, круглые.

Если детали скрепляются под прямым углом, лучше выбирать треугольный стержень. Они различаются по цвету. Большим спросом пользуются черные и серые.

Полиэтиленовые прутки для сварки пластика мягче, чем полипропиленовые, температура плавления ниже (от +160°C).

Присадочные материалы используются при температуре окружающей среды выше +15°C. На холоде они теряют пластичность, становятся хрупкими.

При выборе присадки необходимо обращать внимание на температуру плавления прутка или стержней. Допустимо использование незначительно отличающихся полимеров, если они сходны по режиму пластичности. Важно, чтобы присадочный материал хорошо входил в экструдер, подходил по диаметру загрузочного отверстия и выходного сопла. Для ручных экструдеров применяются прутки или стержни от 2 до 7 мм.

Заключение

Для сварки пластмасс применяется бытовое оборудование. Оно рассчитано на 200 вольт и частоту 50 Гц. Промышленные устройства лучше не приобретать. Самым простым в применении устройством считается экструдер. Для сборки домашних водоводов пользуются паяльником со специальными насадками.