Сварка пластмасс

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Российской Федерации

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра сварочного производства

и технологии конструкционного материала

Сварка пластмасс

реферат по дисциплине: «Технология металлов и сварка»

Выполнил: Студент группы: ТВз-10-2

Лыжин Артем Анатольевич

Проверил:

Профессор, доктор технических наук

Игнатов Михаил Николаевич

Пермь 2014

Содержание

Введение

1. Сварка нагретым газом

2. Сварка нагретым инструментом

3. Сварка расплавом

4. Сварка трением

5. Ультразвуковая сварка

6. Высокочастотная сварка

7. Сварка излучением

8. Сварка растворителями

9. Химическая сварка

10. Склеивание

Список используемой литературы

Введение

Сварку предпочитают другим методам соединения, если соединяемые детали изготовлены из однородных материалов; если нецелесообразно использование крепежных элементов и клеев; когда необходимо получить конструкцию минимального веса; в случае предъявления особых требований по обеспечению высокой производительности труда, механизации и автоматизации процесса.

Сварка пластмасс, процесс неразъёмного соединения термопластов и реактопластов, в результате которого исчезает граница раздела между соединяемыми деталями. Сварку термопластов производят с использованием тепла посторонних источников нагрева (газовых теплоносителей, нагретого присадочного материала, нагретого инструмента) или с генерированием тепла внутри пластмассы при преобразовании различных видов энергии (сварка трением, токами ВЧ, ультразвуком, инфракрасным излучением и др.). Сварка происходит в пределах термопластического состояния материалов. При этом свободно перемещающиеся молекулярные цепи связываются в поверхностях контакта соединяемых деталей. Сварной шов охлаждается под давлением и в свободном состоянии.

1. Сварка нагретым газом

Отличительной характеристикой способа является подвод тепла непосредственно к соединяемым поверхностям и последовательно от одного участка шва к другому. Наряду с последовательной сваркой возможна также сварка по всей поверхности шва за один прием. Сварку с помощью нагретого газа можно осуществлять с применением присадочного материала и без присадочного материала.

Данной сваркой можно соединять детали практически любых размеров и конфигураций из поливинилхлорида, полиолефинов, полиметилметакрилата, полистирола, полиамидов в любых условиях сварочного производства.

Недостаток этого способа - низкая производительность, высокая стоимость.

Положение шва при сварке: нижнее, горизонтальное, вертикальное (снизу вверх), вертикальное (сверху вниз), горизонтальное на вертикальной поверхности, потолочное; горелка с быстросвариваемым соплом; предпочтительное нижнее и горизонтальное положение шва.

Изделия: толщина 1,5-20 (30)мм, панели, трубы, гидроизоляционные детали, покрытия для полов, фасонные детали.

Материалы: твердый, мягкий поливинилхлорид, твердый, мягкий полиэтилен, полипропилен, полиоксиметилен, полиметилметакрилат, полиамиды, полиизобутилен, поликарбонат.

Рис. 1. Схема сварки пластмасс нагретым газом с применением присадочного материала: 1- свариваемые изделия; 2- сварочный шов; 3- присадочный материал; 4- наконечник нагревателя; 5- струя нагретого газа

Прочность соединений, получаемых без применения присадочного материала, выше, чем с его применением, и достигает 80- 90 % прочности основного материала, при этом удельная вязкость материала почти не снижается. Данный способ сварки используется главным образом для соединения плоских изделий прямолинейным швом.



Рис. 2. Схема сварки нагретым газом листов термопласта без присадочного материала: 1-сварной шов; 2- прижимные ролики; 3- свариваемые листы; 4- наконечник нагревателя

Рис. 3. Схема сварки нагретым газом пленочных материалов: 1- свариваемые пленки; 2- ограничительые ленты; 3- струя газа; 4- наконечник нагревателя; 5- упругая подложка; 6- жесткое основание



Рис. 4. Схема сварки пленок оплавлением кромок с подготовкой свариваемых кромок (а) и без подготовки свариваемых кромок (б): 1- свариваемые пленки; 2- струя газа; 3- наконечник нагревателя; 4- сварной шов; 5- зажимные губки

2. Сварка нагретым инструментом

Сварка нагретым инструментом является наиболее универсальной для соединения различных изделий из термопластов ( пленок, листов, труб, лент, профилей и др.). Обычно при сварке этим способом присадочный материал не применяется.

Для нагрева соединяемых поверхностей используются металлические инструменты различной формы, а нагрев может осуществляться путем непосредственного соприкосновения с соединяемыми поверхностями (прямой нагрев, применяется в основном для сварки толстостенных изделий) или подводом тепла с внешней стороны через всю толщину детали( косвенный нагрев, используется для сварки пленок и тонких листов). Нагретые детали спрессовывают, а затем охлаждают.

При подводке тепла с внешней стороны изделий нагревательный инструменты одновременно служат и для спрессовывания соединяемых деталей. Нагрев изделий может быть односторонним или двусторонним. Последний применяется только в тех случаях, кода конструкция свариваемого изделия позволяет подводить нагреватели с вух сторон

А) Сварка встык сварка термопласт реактопласт

Положение шва при сварке: любые пространственные положения.

Изделия: толщина s>2мм, ручная сварка, трубы, профили, панели, слитки, фасонные детали.

Рис. 5. Последовательность процессов стыковой сварки нагретым инструментом: а- исходное положение изделий и нагревательного инструмента; б- оплавление свариваемых поверхностей; в- готовое сварное соединение; 1- свариваемые детали; 2- электронагревательный инструмент

Материал: твердый суспензионный, ударно-вязкий, мягкий поливинилхлорид, твердый полиэтилен, полипропилен, полиамиды.

Общая продолжительность сварки: t>60с.

Источник нагрева: электрический ток (нагрев электросопротивлением) или пламя горячего газа (пропан). Сварочные материалы, регуляторы температуры, теплообменники.

Б) Сварка враструб, сварка в выточку

В любых пространственных положениях

Изделия: толщина s>2мм, ручная сварка враструб, трубы D<50мм, машинная сварка враструб, сварка в выточку труб, панелей, фасонных деталей.

Материал: твердый, мягкий полиэтилен, полипропилен.

Источник нагрева: электрический ток (нагрев электросопротивлением) или пламя горючего газа (пропан).

Сварочные аппараты, машины и принадлежности: Нагревающий элемент с инструментами для формирования шва (сварочный дорн или сварочная линза).

В) сварка тавровых и угловых соединений

Положение шва при сварке: нижнее

Изделия: толщина 2-10мм, панели.

Материал: твердый, мягкий полиэтилен, полипропилен.

Продолжительность сварки 60с.

Источник нагрева: электрический ток (нагрев электросопротивлением)

Сварка выполняется без присадочных материалов.

Г) сварка нагретой проволокой

Положение шва при сварке: любые пространственные положения

Изделия: толщина s>1,5мм, панели, трубы.

Материал: твердый, мягкий полиэтилен, полипропилен, полиметилакрилат.

Продолжительность сварки: t>30с

Источник нагрева: электрический ток (нагрев электросопротивлением)

Сварочный аппарат: регулировочный трансформатор или регулировочный выпрямитель (при отсутствии регулировочного трансформатора)

Д) сварка нагретым клином

 :

Рис. 6. Схема сварки нагретым клином нахлесточных соединений пленок: 1- свариваемые пленки; 2- клиновидный нагревательный элемент; 3- прижимной ролик; 4- сварной шов; 5- транспортирующий ролик

Изделие: толщина 0,5-10,0мм (ручная сварка), толщина 0,1-2,0мм (машинная сварка), фольга, гидроизоляционный материал, ткани с покрытием, панели.

Материал: мягкий поливинилхлорид, мягкий, твердый полиэтилен, полипропилен, полиамиды.

Источник питания: электрический ток (нагрев электросопротивлением)

Е) сварка термоимпульсом

Рис. 7. Схема термоимпульсной сварки полимерных пленок: 1- пленки; 2- нагреватель; 3- тепло и электроизоляция; 4- антиадгезионная прокладка; 5- подвижная губка; 6- эластичная подложка; 7- неподвижная губка; 8- сварной шов



Рис. 8. Схема прессовой сварки с нагревательным инструментом без охлаждения (а) и с охлаждением (б) боковых зон шва: 1- нагреватель; 2-теплоизоляционная пластина; 3- разделительная прокладка; 4-свариваемые изделия; 5- охлаждаемый элемент

Изделия: толщина 0,01-0,2мм (односторонний импульс), толщина 0,01-0,4(0,5) (двусторонний импульс), фольга, тонкая бумага, алюминиевая фольга с покрытием, оклеечная бумага.

Материал: твердый, мягкий полиэтилен, полипропилен, твердый суспензионный поливинилхлорид.

Источник нагрева: электрический ток (нагрев электросопротивлением).

Сварочные аппараты: ручные и механические устройства для сварки термоимпульсом.

Ж) сварка контактно-тепловая прессованием

Изделия: толщина 0,01-0,2мм (односторонний нагрев), толщина 0,01-0,4мм (двусторонний нагрев), фольга, тонкая бумага и алюминиевая фольга с покрытием, оклеечный материал.

Материал: твердый, мягкий полиэтилен, полипропилен, оклеечный материал из различных пластмасс.

Источник нагрева: электрический ток (нагрев электросопротивлением)

Сварочные аппараты: Разделительная фольга из политетрафторэтилена, разделительная ткань с покрытие из политетрафторэтилена или силикокаучука (толщ. 0,13-0,15).

З) сварка ленточная

Применение нагревательного инструмента в форме лент дает возможность охлаждать свариваемое изделие в процессе сварки перед снятием давления, для этого последняя зона, через которую проходит материал, снабжается охлаждающим устройством. Что значительно повышает качество и производительность сварочных работ.

Рис. 9. Схема ленточной сварки полимерных пленок с двусторонним подогревом: 1- свариваемые пленки; 2- стальная лента; 3- нагреватель; 4- охлаждающее устройство; 5- сварной шов

И) роликовая сварка

Роликовая сварка применяется для соединения полимерных пленок при необходимости получения непрерывного шва значительной протяженности.



Рис. 10. Схема роликовой сварки с односторонним нагревом: 1- свариваемые пленки; 2- прижимной ролик; 3- сварной шов; 4- нагретый ролик

3. Сварка расплавом

Сварка расплавом получила в последнее время широкое распространение благодаря простоте и высокой производительности, широким технологическим возможностям и высокому качеству сварных соединений.

Сварка может проводиться по непрерывной и периодической схемам. При непрерывной схеме сварки присадочный материал выходит из нагревательного устройства непрерывно, а при проведении процесса по периодической схеме периодически поступает в зазор между деталями, установленными в форму или зажатыми в приспособлении.

Сварку расплавом целесообразно осуществлять при высоких скоростях подачи расплава в шов и максимальной его массе, так как в этом случае присадочный материал теряет меньше теплоты и нагревать его можно до более низких температур.



Рис. 11. Схема сварки расплавом, получаемым экструзией: 1- экструдер; 2- расплавленный присадочный материал; 3- свариваемые пленки; 4-прижимные ролики; 5- сваренный материал

4. Сварка трением

Отличительными особенностями сварки трением являются малое время сварки (несколько секунд), локальное выделение тепла, высокая прочность сварного шва, возможность сварки поверхностей без их предварительной очистки, в том числе поверхностей, имеющих окисную пленку и различные инородные включения.

Сваркой трением хорошо соединяются полиэтилен, полипропилен, полиоксиметилен, поливинилхлорид, полиамиды, полистирол и сополимеры на его основе, а также некоторые фторполимеры. Сваркой трением могут соединяться не только однородные, но также и разнородные пластмассы.

Сварка трением широко применяется для соединения различных деталей, имеющих форму тел вращения, а также деталей любой формы, соединяемые поверхности которых находятся в одной плоскости, например, труб малых и средних диаметров, водопроводной арматуры, изделий сантехники, фильтров, резервуаров и др.

Рис. 12. Принципиальная схема сварки трением с использованием вращения одной детали (а), обеих деталей (б), вставки (в): 1- вращающаяся деталь; 2- сварной шов; 3- неподвижная деталь; 4- вставка

5. Ультразвуковая сварка

Мощные ультразвуковые колебания находят широкое применение в промышленности, а также в науке для исследования некоторых физических явлений и свойств веществ. В технике ультразвук используют для обработки металлов и в дефектоскопии. Широко применяется в медицине. В сварочной технике ультразвук может быть использован в различных целях. Воздействуя им на сварочную ванну в процессе кристаллизации, можно улучшить механические свойства сварного соединения, благодаря измельчению структуры металла шва и удалению газов. Ультразвук снижает или снимает собственные напряжения и деформации, возникающие при сварке. Одним из наиболее перспективных применений ультразвука является ультразвуковая сварка (УЗС), получившая в последние годы большое развитие, как в нашей стране, так и за рубежом.

Способ разработан в 1958 г. учеными МВТУ им.Н.Э.Баумана под руководством академика Николаева Г.А.

Основными отличительными чертами УЗС пластмасс является:

1) возможность сварки по поверхностям, загрязненным различными продуктами;

2) локальное выделение теплоты в зоне сварки, что исключает перегрев пластмассы, как это имеет место при сварке нагретым инструментом, нагретыми газами и т.д.;

3) возможность получения неразъемного соединения при сварке жестких пластмасс на большом удалении от точки ввода УЗ энергии;

4) возможность выполнения соединений в труднодоступных местах;

5) при УЗС нагрев материала до температуры сварки осуществляется быстро; время нагрева исчисляется секундами и долями секунды.

Способ УЗС пластмасс заключается в том, что электрические колебания УЗ частоты (18-50 Кгц), вырабатываемые генератором, преобразуются в механические колебания сварочного инструмента - волновода и вводится в свариваемый материал. Здесь часть энергии механических колебаний переходит в тепловую, что приводит к нагреву зоны контакта соединяемых деталей до температур вязкотекучего состояния. Для обеспечения надлежащих условий ввода механических колебаний и создание тесного контакта свариваемых поверхностей прикладывается давление между волноводом и опорой. 6. Такой контакт обеспечивается статическим давлением Рст. рабочего торца волновода на свариваемые детали.

Это давление способствует также концентрации энергии в зоне соединений. Динамическое усилие, возникающее в результате колеблющегося волновода, приводит к нагрузку свариваемого материала, а действие статического давления обеспечивает получение прочного сварного соединения. Механические колебания и давление в этом случае действуют по одной линии перпендикулярно к свариваемым поверхностям. Такая схема ввода энергии применяется для УЗС пластмасс в отличие от "металлической схемы, когда механические колебания действуют в плоскости соединяемых поверхностей, а давление перпендикулярно к ним. Подвод энергии от волновода может быть односторонним и двусторонним.

Различают сварку ультразвуком в ближнем и дальнем поле. Первая позволяет сваривать поверхности на расстоянии до 5 мм от места ввода в материал ультразвуковых колебаний. Вторая - до 250 мм. При сварке в ближнем поле для равномерного распределения энергии по всей площади контакта свариваемых деталей необходимо. Чтобы площадь и форма рабочего торца инструмента-волновода и плоскости контакта свариваемых деталей были идентичны. Этот способ сварки наиболее часто применяется для сварки внахлестку.

Рис. 13. Схемы ультразвуковой сварки в ближнем поле: а- прессовая сварка; б- роликовая сварка; 1- волновод; 2- свариваемые детали; 3- опора

Рис. 14. Схемы ультразвуковой сварки в дальнем поле: 1- волновой инструмент; 2- свариваемое изделие

Оптимальные параметры режима сварки зависят от свойств свариваемого материала, толщины и формы изделий и других факторов и устанавливаются в каждом конкретном случае экспериментально к реальным изделиям. Оценка режима обычно проводится по показателям прочности сварного соединения. Кроме того, проверяют его на герметичность, деформацию и другие характеристики.

6. Высокочастотная сварка

Отличительными особенностями высокочастотной сварки пластмасс являются:

Одновременный нагрев по толщине свариваемых материалов, близкий к равномерному. Что исключает перегрев наружных поверхностей;

Высокая скорость нагрева, позволяющая ограничивать время сварочного цикла несколькими секундами;

Возможность изготовления за одну операцию изделий со сложной конфигурацией сварного шва;

Широкое использование для соединения внахлест пленочных полимерных материалов, синтетических швейных материалов.

Рис. 15. Схема высокочастотной сварки: 1, 5- плиты пресса; 2,4 - электроды; 3- свариваемые материалы

При индукционной сварке нагрев закладного элемента осуществляется в электромагнитном высокочастотном поле с использованием индуктора, подключенного к генератору высокой частоты



Рис. 16. Схема индукционной сварки: 1, 3- свариваемые изделия; 2- закладной нагревательный элемент в виде проволоки; 4- индуктор; 5- генератор высокой частоты

7. Сварка излучением

Отличительными особенностями сварки излучением являются отсутствие при нагреве прямого контакта между поверхностью излучателя и нагреваемо поверхностью4 возможность в широких пределах управлять режимами нагрева, изменяя мощность излучения и поглощающую способность облучаемого материала.

Рис. 17. Схема сварки световым излучением листового термопласта с применением присадочного материала: 1- присадочный пруток; 2- подогреватель; 3- точечный излучатель; 4- стержневой излучатель; 5, 7- ролики; 6- листовой термопласт; 8- пружина



Рис. 18. Схема сварки полимерных пленок лазерным излучением: 1- отклоняющее зеркало; 2-луч лазера; 3- лазер; 4- свариваемые пленки; 5- транспортирующий ролик; 6- прижимной ролик; 7- фокусирующая линза

8. Сварка растворителями

Сварка растворителями представляет собой ряд последовательных операций: смачивание соединяемых поверхностей растворителем, ожидание пока полимер набухнет и станет липким, приведение деталей в контакт и выдержка под давлением до того момента, когда шов затвердеет.

Обе пластмассовые детали просто прижимают к губке или войлочной прокладке, предварительно пропитанной растворителем. Количество растворителя должно быть минимальным, чтобы исключить образование потеков и возможно трещин. После нанесения растворителя пластмассовые изделия должны быть немедленно приведены в контакт и выдержаны в таком состоянии короткое время для набухания без чрезмерной потери легколетучего растворителя. Затем детали сжимаются и под давлением находятся в течение требуемого времени, от нескольких секунд до нескольких минут в зависимости от конструкции соединения и выбранного растворителя. После, в течение нескольких часов соединение достигает прочности соединяемых материалов. Для ускорения испарения растворителя может быть использован нагрев деталей.

Подлежащие соединению с помощью растворителя пластиковые изделия должны быть отлиты под давлением с минимальными остаточными напряжениями, и они во многих случаях подвергаются отжигу перед сборкой.

Сварка с помощью растворителя - относительно простой и недорогой метод, но из-за вреда растворителей для здоровья он применяется только в тех случаях, когда другие методы сварки непригодны.

Растворители и их смеси, рекомендуемые для сварки термопластов

АБЦ, АЦ - Ацетон; эпнлацетат ; метнлацетат ; ацетон/этиллактат (90/10); ацетон/метолксиэтилацетат (80/20); ацетои/метнлацетат (70/30);

ПВС . . . . Глицерин/вода (15/85)

ПВХ ..... Метилэтилкетон; метилизобутилкетон; ксилол;

ПММА .... Этилендихлорид; мономер метиметакрилатл; дихлорэтан;

метилен хлорид/мономер метил метакрилата (60/40);

САН ..... Этилацетат; метилэтилкетон, бутнлацетат/мономер ме-тилметакрнлата (40/60)

ЭЦ ...... Этилацетат/этиловый спирт (80/20); толуол/этиловый спирт (90/10)

Использование смеси растворителей позволяет регулировать скорость размягчения полимера и предупреждать испарение растворителя с поверхности во время набухания.

9. Химическая сварка

ХАРАКТЕРИСТИКА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Химическая сварка основана на образовании химических связей между соединяемыми полимерами или с введенным в зону сварки присадочным материалом.

Тепло, необходимое для химической сварки, наиболее целесообразно генерировать высокочастотным полем или ультразвуком, при этом технология сварки принципиально не отличается от технологии высокочастотной или ультразвуковой диффузионной сварки. Специфика подвода энергии в зону соединения, присущая этим способам нагревания (высокая скорость и локальность), позволяет закончить сварку до того, как в материале начнутся нежелательные побочные процессы, например, деструкция. Тонкостенные детали могут соединяться при передаче тепла от нагретого инструмента.

Химическая сварка особенно целесообразна при соединении ориентированных пленок термопластов, сварные швы которых должны сохранять физико-механические свойства материала. Применяется она также для соединения разнотипных полимеров.

Технологические режимы химической сварки должны подбираться экспериментально в зависимости от типа полимера, присадочного материала и других факторов.

Процесс химической сварки является более производительным, чем склеивание, легко поддается механизации и автоматизации, соединение можно нагружать сразу же после его изготовления, параметры окружающей среды не имеют существенного влияния на качество изготовления соединения. К основным недостаткам способа можно отнести необходимость применения индивидуальной специальной оснастки, отсутствие возможности визуальною контроля процесса сварки, сложность применения в монтажных условиях.

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ РЕАКТОПЛАСТОВ

При химической сварке реактопластов используется способность поверхностных слоев отвержденного стеклопластика к эластическим и пластическим деформациям и к химической реакции дальнейшего отверждения, что создает условия для формирования взаимным смачиванием контакта смоляных пленок соединяемых поверхностей деталей и непосредственного химического взаимодействия связующего на соединяемых поверхностях. Сварка отвержденных реактопластов зависит от природы функциональных групп полимера, механизма и степени отверждения материала, поскольку степень отверждения влияет на концентрацию функциональных групп и пластичность материала и может служить критерием способности реактопластов свариваться. Отсутствие пластических деформаций в материале с высокой степенью отверждения существенно сказывается на прочностных характеристиках соединения и не позволяет получить соединение с удовлетворительной прочностью.

Для химической сварки отвержденных реактопластов в процессе формирования деталей, идущих на сборку, необходимо обеспечить недоотвержденность и остаточную пластичность полимера в поверхностном слое; сплошность поверхностного слоя полимера и отсутствие на нем антиадгезионных смазок и других загрязняющих поверхностей веществ;

Технологический процесс сварки отвержденных реактопластов включает следующие операции: подготовку поверхностей, в том числе механическую; нанесение присадки; сближение поверхностей за счет прохождения эластических и пластических деформаций поверхностного слоя смолы и всего объема детали; выдержка (от десятков секунд до нескольких минут) соединения при нагревании до 180--220 °С и давлении 4--6 МПа. В процессе последней операции происходит формирование контакта поверхностей на молекулярном уровне и образование соединения за счет химической реакции доотверждения.

Процесс химической сварки можно регулировать, изменяя режим нагревания, осуществляя подготовку поверхностей, регулируя степень отверждения связующего на стадии формирования деталей. Увеличение температуры нагревания шва и давления сварки расширяет возможные области проведения химической сварки, поэтому с ростом степени отверждения связующего в пластике необходимо повышать давление и температуру сварки.

Механическая подготовка соединяемых поверхностей при химической сварке отвержденных пластмасс в отличие от склеивания не играет существенной роли.

ТЕХНОЛОГИЯ СВАРКИ ТЕРМОПЛАСТОВ

Химическая сварка термопластов осуществляется с помощью присадочных материалов, способных образовать переходной слой, структура которого аналогична структуре материала соединяемых деталей. Для нанесения на соединяемые поверхности присадочные материалы растворяют в подходящем растворителе. Рекомендуемые присадочные материалы для химической сварки термопластов приведены ниже:

Химическая сварка термопластов с использованием присадочных материалов возможна при следующих условиях: скорость взаимодействия присадки с термопластом должна быть больше скорости диффузионных процессов; пластическое течение аморфной фазы материала должно обеспечиваться только в соединяемых слоях, а остальной материал должен иметь температуру, меньшую температуры плавления или разориентации кристаллической фазы полимера; растворитель для присадки должен вызывать набухание полимера и быстро испаряться с его поверхности.

Химическая сварка термопластов без применения присадочных материалов может быть выполнена при действии на материал в зоне шва нейтронного или рентгеновского излучения достаточной мощности

10. Склеивание

ХАРАКТЕРИСТИКА И ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ

Склеивание пластмасс -- это метод создания неразъемного соединения элементов конструкции с помощью клея. Процесс склеивания основывается на явлении адгезии -- сцепления в результате физических и химических сил взаимодействия клея с пластмассой при определенных условиях. Прочность клеевого соединения зависит от ряда факторов: свойств склеиваемой пластмассы (структуры и полярности молекул, растворимости и смачиваемости, состояния поверхности, степени модифицирования), свойств применяемого клея (структуры и полярности макромолекул, смачивающей способности, реологических свойств, когезионной прочности), а также от конструктивных и технологических параметров. Например, пластмассы с достаточной концентрацией полярных групп (эпоксиды, полиуретаны, полиамиды и т. п.) имеют, как правило, высокую начальную адгезию со многими известными клеями. Неполярные полимеры (полиолефины, фторопласт и т. п.) обладают низкой адгезионной способностью и для их склеивания используются специальные технологические приемы.

По способности пластмасс к склеиванию их можно разделить на следующие группы: I--легкосклеиваемые, требующие несложной подготовки поверхностей (полиакрилаты, целлюлозные материалы, АБС-пластики, непластифицированный поливинилхлорид, поликарбонат, нентапласт, фенопласты, эпоксипласты, аминопластк); II -- условно легкосклеиваемые, требующие несложной подготовки поверхностей и применения специальных клеев и грунтов (полиамиды, полистирол, пластифицированный поливинилхлорид, полифениленоксид, реактопласты на основе полиэфирных смол); III -- трудносклеиваемые, требующие специальной подготовки поверхностей (полиформальдегиды, ударопрочный полистирол, полипропилен, полиэтилен, фторсодержащие полимеры, полиамиды, реактопласты на основе кремний-органических смол).

Промышленные марки пластмасс практически всегда содержат определенное количество модификаторов -- пластификаторы, стабилизаторы, антипирены, антистатики, красители и другие, что может привести к значительным изменениям в адгезионных свойствах их поверхностного слоя. Поэтому в каждом конкретном случае следует проводить оценку адгезионной способности пластмассы, чтобы установить необходимость предварительной подготовки поверхности, направленность в выборе клея и технологии склеивания.

Для получения качественного клеевого соединения необходимо обеспечивать смачивание клеем соединяемых поверхностей; создавать определенное давление и предотвращать смещение склеиваемых деталей в процессе отверждения клея; в отвержденной клеевой прослойке не должны присутствовать компоненты, отрицательно влияющие на прочность клея (растворители, вода, летучие продукты, выделяющиеся в процессе отверждения, и т. п.).

Наиболее часто применяются способы склеивания жидким или пастообразным клеем, за счет активации высушенных или пленочных клеев, за счет липкости.

Жидкие или пастообразные клеевые композиции наносятся на поверхность одного или обоих субстратов, после чего соединение собирается. Если в рецептуру клея входят растворители, применяется частичная сушка нанесенного клеевого слоя до липкого состояния (открытая выдержка). Эта операция сокращает время фиксации собранного соединения под давлением и способствует получению качественного клеевого соединения. Нанесение клеевого слоя на поверхность обоих субстратов повышает прочность соединения, но замедляет процесс склеивания.

Склеивание за счет активации высушенных или пленочных клеев применяется при сборке изделий, имеющих большие сопрягаемые поверхности, когда затруднено регулирование процесса отверждения клея.

Активация растворителем заключается в увлажнении высушенного клеевого слоя перед соединением деталей специальным быстровысыхающим растворителем. Способ применим только к клеям, которые могут активироваться при воздействии растворителей, например, к клеевым композициям на основе термопластичных смол и каучуков, содержащих в своем составе растворитель.

Активация нагревом используется для теплостойких пластмасс, а процесс склеивания заключается в нанесении клеевого слоя (обычно пленочного клея), сборке клеевого соединения с приложением определенного давления, нагреве соединяемых деталей до оплавления клея, охлаждении изделия и формировании клеевого соединения.

Склеиванне за счет липкости осуществляется в результате соприкосновения поверхностей с предварительно нанесенным клеем, сохраняющим липкость в течение длительного времени, и сжатия их, благодаря чему обеспечивается формирование клеевого соединения.

Библиографический список

Волков С.С., Черняк Б.Я. Сварка пластических масс: Учеб.пособие. -М.: Химия, 1987.-168 с.

Т.А. Кузьмук, Е.Н. Деркач, Справочник по сварке и склеиванию пластмасс, Киев 1986.- 193 с.

Размещено на Allbest.ru