Реферат на тему "Сварка пластмасс"

Введение………………………………………………………………………………………….2
1.Понятие о сварке пластмасс……………………………………………………….…..….3
2. Сварка пластмасс нагретым газом…………………..………………………...……….....4
2.1. Сварка нагретым газом с присадочным материалом……………………………….4
2.2. Сварка нагретым газом без присадочного материала………………………..……..5
3. Сварка пластмасс расплавом………………………………………………………………6
3.1. Безконтактная сварка экструзией………………………………………………...…..6
3.2. Контактная сварка экструзией……………………………………………………..…7
3.3. Сварка нагретым прутком………………………………………………………..…..7
4. Сварка пластмасс нагретым инструментом………………………………………….….8
4.1. Сварка прямым нагревом…………………………………………………………….9
4.2. Сварка косвенным нагревом……………………………………………………..…10
4.2.1 Прессовая сварка…………………………………………………………..…10
4.2.2. Термоимпульсная сварка…………………………………………………….11
5. Сварка пластмасс ультразвуком………………………………………………………....12
5.1. Контактная ультразвуковая сварка…………………………………………………13
5.2. Передаточная ультразвуковая сварка………………………………………………13
6. Сварка пластмасс трением……………………………………………………………..…15
7. Сварка пластмасс в поле токов высокой частоты………………………………….…16
8. Сварка излучением…………………………………………………………………………17
8.1. Сварка пластмасс инфракрасным излучением…………………………………….17
8.2. Сварка светом видимого диапазона (СВД)………………………………...………18
8.3. Сварка лучом лазера………………………………………………………………...19
Библиографический список……………...…………………………………………………….20

Введение

Большое значение для индустриализации строительства имеет применение пластмас­совых изделий и конструкций и широкое внедрение сварки пластмасс.
Сварка пластмасс является прогрессивным и экономичным способом создания строительных изделий и конструкций различного назначения и совершенствования техно­логии во всех областях строительства.
Пластмассами называют жесткие, полужесткие и мягкие массы на основе связую­щего из органических соединений, способные формоваться в определенных условиях температуры и давления.
Такие массы, которые формуются при нагреве и давлении на определенных ступенях производства и теряющие эти свойства при воздействии температур, называют реактопластами (реактивными пластмассами). Сварка реактопластов освоена недавно. Сварные изделия и конструкции из реактопластов изготовляют из отвержденных терморе­активных материалов на основе конденсационных смол.
...

2.1. Сварка нагретым газом с присадочным материалом

При сварке с присадочным материалом (рис. 2.1. а) поверхности свариваемых дета­лей 1 сначала нагревают струей разогретого газа 2 до вязкотекучего состояния, а затем приводят в контакт с нагретым той же струей присадочным материалом 4. Присадочный материал в виде прутка вводится в сварочную зону легким нажатием руки. Его обычно выбирают того же состава, что и основной материал.
Сварка нагретым газом с присадочным материалом может выполняться вручную и механизированным способом. Преимуществами механизированной сварки нагретым газом являются возможность увеличения скорости сварки, применение более толстых прутков, получение сварных швов лучшего качества.
Качество сварного шва зависит от теплового режима, сечения присадочного прутка, скорости укладки присадочного прутка, угла его наклона и т.п. Если окисление сваривае­мых материалов недопустимо, то в качестве теплоносителей применяют азот или углекислый газ.
...

2.2. Сварка нагретым газом без присадочного материала

Сварка нагретым газом без присадочного материала (рис.2.2.) позволяет резко повысить скорость процесса, улучшить прочностные характеристики соединения. Но при этом способе свариваемые изделия должны иметь одинаковую толщину во всех сечениях свариваемого шва. Сварочную горелку устанавливают в створ свариваемых изделий таким образом, чтобы газовая струя направлялась на кромки шва. Давление сварки осуществ­ляют двумя парами прижимных роликов, расположенных последовательно. Скорость сварки зависит от толщины листов и достигает 4,2 – 5,6 мм/с.

Сварку нагретым газом применяют для получения практически всех видов сварных соединений: стыковых, нахлесточных, угловых и тавровых.

3. СВАРКА ПЛАСТМАСС РАСПЛАВОМ

Сварка термопластов расплавом основана на использовании теплоты расплава присадочного материала, подаваемого из нагревательного устройства в зону сварки, и передаче этой теплоты соединяемым кромкам.
...

3.1. Безконтактная сварка экструзией

При бесконтактной сварке (рис. 3.1.1) мундштук экструдера 2 не контактирует со свариваемыми поверхностями, а устанавливается на определенном расстоянии от них. Это расстояние выбирают таким образом, чтобы расплав, выдавливаемый из экструдера, не успел переохладиться. Из этих же соображений температура расплава на выходе из мунд­штука должна превышать температуру текучести на 40–50 К. Для плотного поджатия присадочного материала к свариваемым поверхностям 3 применяются прижимные приспособления 4 (ролики, ползуны и т.п.).

Бесконтактную экструзионную сварку целесообразно применять для соединения материалов небольшой толщины (рис. 3.1.2). Это в первую очередь одно- и многослойные пленки и армированные пленочные материалы. Сварка производится путем непрерывной подачи в зазор между соединяемыми поверхностями пленок расплава, который вместе с пленками проходит между обжимными роликами.
...

3.2. Контактная сварка экструзией

При контактно-экструзионной сварке (рис. 3.2.) мундштук экструдера 2 касается кромок соединяемых деталей 3. За счет этого уменьшаются потери тепла в окружающую среду и осуществляется дополнительный подогрев кромок. Давления, развиваемого в экструдере, достаточно для создания необходимого для контакта присадочного материала с соединяемыми кромками, поэтому дополнительных прижимных устройств не требуется.

Экструзионная сварка обычно применяется для термопластов с широким температурным интервалом вязкотекучести, способных выдерживать значительный пере­грев без деструкции. К ним относятся полиэтилен, полипропилен и др.
Контактным методом выполняется сварка листовых материалов без разделки кромок толщиной до 3 мм. В этом случае разделка осуществляется при движении мундштука в процессе сварки.
...

Сварка нагретым прутком

При сварке расплавленным прутком расплав получается из присадочного прутка путем его нагрева в устройствах прямоточного типа, откуда расплав выдавливается непрерывно поступающим еще не нагретым присадочным прутком, который сматывается с бухты и подается в нагревательный цилиндр с помощью специальных тянущих роликов.
Сварка расплавленным прутком рекомендуется для получения коротких швов.
4. СВАРКА ПЛАСТМАСС НАГРЕТЫМ ИНСТРУМЕНТОМ

Подвод тепловой энергии, необходимой для сварки термопластов, наиболее просто может происходить за счет контакта деталей с нагретым инструментом. Вид сварки, осно­ванный на этом принципе, чаще всего называют сваркой нагретым инструментом (рис. 4.0.1.). Можно встретить также термины «контактно-тепловая» (рис. 4.0.2) или «термоконтактная сварка», подчеркивающие контактный способ передачи теплоты от инструмента к деталям.

Сварка нагретым инструментом имеет несколько разновидностей в зависимости от применяемой оснастки.
...

4.1. Сварка прямым нагревом

В первом случае нагрев поверхностей, подлежащих сварке, до температур, превы­шающих температуры плавления, осуществляется за счет теплоотдачи от плотно поджа­того к ним нагретого инструмента. Для того чтобы подчеркнуть, что тепловая энергия подводится в этом случае непосредственно к поверхностям, подлежащим сварке, такую схему называют сваркой прямым нагревом (рис.4.1.). Можно встретить также термин «сварка оплавлением», отражающий тот факт, что перед сваркой соединяемые поверхно­сти должны быть оплавлены.

Сварка прямым нагревом применяется для изготовления пластмассовых трубопро­водов различного назначения, емкостей из формованных деталей, деталей машин, рамных конструкций из профилей и т.д.
Разновидностью сварки прямым нагревом является сварка нагретым элементом, остающимся в сварном шве. Нагрев такого закладного элемента проводят, пропуская через него электрический ток.
...

4.2.1 Прессовая сварка

Прессовая сварка осуществляется постоянно нагретым инструментом с большой теплоемкостью, причем нагрев соединяемых деталей и их сжатие осуществляются одно­временно. Сварка может проводиться с односторонним или двусторонним подводом теп­ловой энергии. Чтобы предотвратить прилипание пластмассы к нагретому инструменту, между ними помещают разделительные прокладки из фторопласта, целлофана.
Нагрев свариваемых поверхностей осуществляется за счет теплопроводности слоя термопласта, поэтому он происходит не мгновенно, а за какое-то определенное время, зависящее от температуры нагрева инструмента, теплофизических свойств материала и толщины свариваемых деталей. По этой же причине температура распределяется нерав­номерно по толщине деталей, причем наиболее высокая температура устанавливается на поверхности контакта инструмент – деталь. Эта температура должна быть выше темпера­туры текучести.
...

4.2.2. Термоимпульсная сварка

Термоимпульсная сварка (рис. 4.2.2) осуществляется с помощью малоинерционных нагревательных элементов, по которым пропускают кратковременные, но мощные импульсы тока. В качестве нагревательных элементов служит металлическая лента или проволока. Сварка осуществляется по схеме прессовой сварки с одно- или двусторонним подводом энергии. В паузах между импульсами электрического тока сварной шов охлаж­дается под давлением.

Термоимпульсная сварка применяется в основном для соединения пленок из полио­лефинов толщиной 20–250 мкм. При большей толщине свариваемых материалов не уда­ется за короткий промежуток времени разогреть соединяемые поверхности до температур сварки без значительного перегрева внешних поверхностей, контактирующих с нагрева­тельными элементами. По этой же причине термоимпульсная сварка применяется в основном для соединения полиолефиновых пленок, имеющих широкий температурный интервал между переходом в вязкотекучее состояние и деструкцией.
...

5.2. Передаточная ультразвуковая сварка

Если полимер обладает высоким модулем упругости и низким коэффициентом зату­хания, то сварное соединение можно получать на больших расстояниях от поверхности ввода механических колебаний. Сварка по такой схеме называется передаточной ультразвуковой (рис. 5.2).
В этом случае ввод механических колебаний может осуществляться в точке или на небольшом участке поверхности верхней детали. Благодаря хорошим акустическим свой­ствам материала изделия энергия ультразвуковой волны незначительно ослабляется при проходе через деталь, контактирующую с волноводом, и почти полностью транспортиру­ется к границе раздела свариваемых деталей. Тепловыделение на границе раздела в этом случае зависит от конфигурации изделия, а площадь сварки значительно отличается от площади рабочего торца волновода.

Рис. 5.2.
...

8.1. Сварка пластмасс инфракрасным излучением

Сварка с помощью инфракрасного (ИК) излучения основана на явлении превраще­ния лучистой энергии в тепловую внутри материала. ИК лучи могут отражаться, прелом­ляться и поглощаться. Преобладание того или иного явления зависит от длины волны излучения. Если частота ИК-излучения совпадает с собственной частотой колебаний эле­ментарных частиц вещества, то происходит резонансное поглощение. Энергетическое распределение поглощения зависит от типа материала и состояния его поверхности.
В качестве источников ИК-излучения используют кварцевые излучатели, силитовые стержни и нихромовые сплавы.

Рис. 8.1.1. Схема сварки ИК-излучением при создании давления
путем натяжения материала
Для сварки внахлестку (рис. 8.1.1) листы 1 укладывают на подножку 2, изготовлен­ную из материала, поглощающего ИК-лучи. Прижимное устройство 3 фиксирует материал в натянутом состоянии и ограничивает зону нагрева. Нагрев осуществляют от источника ИК-лучей 4.
...

1.Справочник по сварке и склеиванию пластмасс, Шестопал А.Н., Васильев Ю.С., Минеев Э.А. и др., К.: Технiка, 1986
2.Строительные материалы, Горчаков Г.И., Баженов Ю.М.,– М.: Стройиздат, 1986
3.Строительные материалы и изделия, Комар А.Г., , - М.: Высш. шк., 1988
4.Технология конструкционных материалов: Уч./ Прейс Г.А., Сологуб Н.А., Рожнецкий И.А. и др., К.: Высшая школа, 1991
5.Технология металлов и конструкционные материалы, Кузьмин Б.А., Абраменко Ю.Е. и др. – М.: Машиностроение, 1981