Materiały z tworzyw sztucznych są używane w wielu gałęziach przemysłu. Charakterystyczna właściwość materiałów polimerowych, po stopieniu, w celu uzyskania mechanicznej sztywności i wytrzymałości, jest szeroko stosowana nie tylko w produkcji różnych produktów, ale także podczas wykonywania napraw w domu.
To połączenie tworzyw sztucznych, zwane spawaniem, jest najbardziej technologicznie rozsądnym i ekonomicznym sposobem naprawy różnorodnych produktów. Spawanie tworzywa sztucznego umożliwia tworzenie połączeń doczołowych o wysokiej wytrzymałości. Ponadto technologia procesu i sprzęt używany do spawania nie są szczególnie trudne do użytku domowego.
Podstawowe metody spawania
Przy całej różnorodności metod technologicznych procesu spawania, metody spawania tworzyw sztucznych można podzielić na dwie główne grupy:
- spawanie na zimno odbywa się za pomocą specjalnych środków chemicznych, które skutecznie promują łączenie wyrobów z tworzyw sztucznych,bez topienia powierzchni;
- Zgrzewanie na gorąco to połączenie tworzyw sztucznych na poziomie molekularnym, gdy powierzchnie są podgrzewane do stanu półpłynnego.
Zadaniem złącza spawanego dowolnego typu jest stworzenie silnego kontaktu między materiałami polimerowymi poprzez płynne przejście jednej substancji w drugą. Zgrzewanie tworzyw sztucznych może odbywać się z lub bez specjalnych dodatków.
Metoda zgrzewania na zimno
Wraz z rozwojem przemysłu chemicznego zgrzewanie tworzyw sztucznych na zimno zyskało największą popularność nie tylko wśród profesjonalistów, ale także wśród zwykłych ludzi, którzy naprawiają produkty w domu. W zasadzie nazwa ta jest bardziej zgodna z terminem naukowym, określającym rodzaj związku materiałów polimerowych. Generalnie jest to technologia klejenia części z tworzyw sztucznych przy użyciu substancji aktywnych chemicznie.
Obecnie producenci produkują trzy rodzaje niezbędnych elementów do spawania:
- Kompozycja jednoskładnikowa wygląda jak zwykły klej biurowy. Wszechstronność tej kompozycji pozwala na spawanie prawie wszystkich materiałów polimerowych o wysokiej jakości. Najpopularniejszy klej jednoskładnikowy jest używany do zgrzewania tworzyw sztucznych w domu.
- Dwuskładnikowy klej składa się z żywicy epoksydowej i utwardzacza, które są dostarczane konsumentowi w oddzielnych pojemnikach. Mieszanie składników odbywa się w określonej proporcji,tuż przed zakończeniem pracy.
- Aktywny pręt z odczynnikiem ma zewnętrzną powłokę z utwardzacza i wewnętrzną powłokę wypełnioną żywicą epoksydową. Po odcięciu pożądanego kawałka pręta należy go delikatnie zagnieść palcami, aż utworzy się jednorodna plastyczna masa.
Wszelkie prace związane z przygotowaniem kompozycji kleju muszą być prowadzone ściśle według instrukcji producenta.
Technologia zgrzewania na zimno
Przed zgrzewaniem plastiku konieczne jest przygotowanie powierzchni łączonych produktów. W tym celu konieczna jest obróbka krawędzi części materiałem ściernym (papier ścierny, pilnik). Zabieg ten pozwala na wytworzenie chropowatości powierzchni, co znacznie zwiększa przyczepność tworzywa.
Technologia spawania jest następująca:
- Po obróbce wstępnej, tuż przed zakończeniem pracy, należy odtłuścić powierzchnie łączonych produktów. Do tego celu można użyć prawie każdego rozpuszczalnika na bazie alkoholu.
- Ponadto, zgodnie z instrukcją, na krawędzie łączonych części nakładana jest kompozycja kleju.
- Powierzchnie są mocno do siebie dociśnięte. Ponadto kompresja powinna być prowadzona aż do całkowitego zestalenia kompozycji.
- Po całkowitym wyschnięciu elementów proces zgrzewania plastiku jest uważany za zakończony.
Główną zaletą łączenia na zimno jest możliwość efektywnego zgrzewania powierzchni z różnych materiałów, a dodatkowonie jest wymagany żaden sprzęt. Wadą metody jest niska odporność spawu na wibracje, przez co zastosowanie zgrzewania na zimno jest ograniczone w mechanizmach ruchomych.
Zgrzewanie tworzyw sztucznych na gorąco
Metoda spawania tworzyw sztucznych na gorąco opiera się na interakcji molekularnej stopionych powierzchni do stanu lepkiego. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę charakter reakcji polimeru na efekt temperatury. Zgodnie z tą zasadą tworzywa sztuczne dzielą się na termoplastyczne i termoplastyczne.
Termoplasty nie zmieniają swoich właściwości i właściwości chemicznych, nawet przy wielokrotnym przechodzeniu do stanu stopionego. A co najważniejsze, wracając po ostygnięciu do pierwotnej twardości, materiały nie tracą wytrzymałości. W przeciwieństwie do tworzyw termoplastycznych, tworzywa termoplastyczne wracając do stanu pierwotnego, prawie całkowicie tracą swoje właściwości plastyczne. Taka reakcja materiału nie pozwala mu na ponowne przejście do fazy lepkiej, całkowicie tracąc wytrzymałość. Większość tworzyw sztucznych to tworzywa termoplastyczne.
Metody zgrzewania cieplnego
W zależności od sposobu doprowadzenia energii cieplnej do strefy łączenia materiałów polimerowych rozróżnia się następujące rodzaje zgrzewania na gorąco:
- strumień gorącego gazu;
- za pomocą specjalnego podgrzewanego narzędzia;
- ekspozycja na krawędzie produktów topionego dodatku;
- przy użyciu przepływu ultradźwiękowego;
- przy użyciu światła podczerwonego lub laserowego;
- ogrzewanie połączenia przez tarcie;
- ekspozycja na prąd elektryczny o wysokiej częstotliwości.
Pierwsze trzy metody są skuteczne podczas spawania plastiku własnymi rękami w domu. Pozostałe są najczęściej wykorzystywane bezpośrednio w przedsiębiorstwach przemysłowych w procesie produkcyjnym.
Spawanie gorącym gazem
Połączenie można ogrzewać palnikiem gazowym za pomocą azotu lub argonu. Jednak najbezpieczniejsze i najbardziej opłacalne jest zgrzewanie tworzyw sztucznych za pomocą suszarki do włosów, ponieważ krawędzie łączonych produktów ogrzewane są gorącym powietrzem.
Produkcja i naprawa wyrobów z tworzyw sztucznych odbywa się za pomocą przemysłowych lub domowych pistoletów na gorące powietrze. Strukturalnie to urządzenie do zgrzewania tworzyw sztucznych jest rozmieszczone w ten sam sposób. Przemysłowe suszarki do włosów posiadają dużą moc, której regulacja odbywa się automatycznie, a także są wyposażone w szereg dodatkowych funkcji i różnych przystawek.
Spawanie tworzyw sztucznych opalarką odbywa się w kilku etapach:
- Określa się rodzaj tworzywa, zgodnie z którym dobierana jest temperatura grzania, a także dysza odpowiednia do pracy.
- Krawędzie łączonych produktów są czyszczone i odtłuszczane.
- Bluzy są mocno zamocowane, aby nie poruszały się podczas pracy.
- Połączenie jest podgrzewane do stanu stopionego, w którym materiały łączą się.
- Po wykonaniu spoiny produkt musi chłodzić się w naturalnych warunkach. Dodatkowe chłodzenie nie jest zalecane.
- Wtedykońcowe czyszczenie szwu.
Zgrzewanie oporowe
Najprostszym rodzajem zgrzewania tworzyw sztucznych w domu jest bezpośrednie podgrzewanie krawędzi produktu gorącym narzędziem. Proces technologiczny zgrzewania stykowego uważany jest za najprostszy i najłatwiejszy do zastosowania w warunkach domowych, ponieważ nie wymaga użycia wyrafinowanego sprzętu.
Spawanie można podzielić na dwa główne etapy:
- Sklejanie krawędzi łączonych części.
- Gęsta kompresja stopionych powierzchni i trzymanie aż do całkowitego ochłodzenia.
Czas między tymi operacjami powinien być minimalny, aby materiał nie miał czasu na schłodzenie. W przeciwnym razie jakość spoiny będzie niewystarczająca.
W domu do drobnych napraw często używa się prostej lutownicy wyposażonej w specjalne dysze.
Korzystanie z materiałów spawalniczych
Aby zwiększyć wytrzymałość i jakość szwu, podczas łączenia tworzyw sztucznych szeroko stosowane są specjalne dodatki. Jako taki materiał stosuje się plastikowe pręty lub paski.
Dodanie dodatku do masy spoiny znacznie usprawnia proces spawania z wykorzystaniem ogrzewania gorącym powietrzem. Głównym warunkiem wysokiej jakości połączenia tworzyw sztucznych jest zgodność składu dodatku i materiału polimerowego.
Ponadto bardzo skuteczną opcją stosowania materiału wypełniającego jest użycie ręcznej wytłaczarki spawalniczej. To urządzenie termomechaniczne, które wygląda jak pistolet, najpierw podgrzewa materiał polimerowy do stanu lepkiego, a następnie automatycznie wytłacza dodatek na łączone powierzchnie.
Spawanie wyrobów z tworzyw sztucznych ma szerokie zastosowanie zarówno w warsztatach produkcyjnych, jak iw domu. Technologia procesu spawania jest łatwa do opanowania nawet dla niedoświadczonej osoby, przy czym należy pamiętać o przestrzeganiu zasad bezpieczeństwa pracy.
