Способ стыковой сварки деталей из термопластичных полимерных материалов
Изобретение относится к области сварки пластмасс, а именно к стыковой сварке деталей из термопластичных полимерных материалов больших толщин. Цель - повышение качества сварки. Для этого в предлагаемом способе после сборки деталей в V-образную разделку вводят присадочный материал объемом 25-85% от объема V-образной разделки. Перед нагревом материала деталей по обе стороны стыка нагревают присадочный материал до вязкотекучего состояния и оплавляют торцы деталей. 3 ил. 1 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„Я0„„1504102 д 1!
511 4 В 29 С 65/02
C Ф
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCKOMV СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ
С
CO
a4ha
CO
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
fl0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4331758/31-05 (22) 27. 10.87 (46) 30.08.89. Бюл. ¹ 32 (71) Институт электросварки им. Е. C. Гlатона (72) В. В. Матюха, В. П. Тарногродский, В. Л. Гохфельд, В. Ф. Билецкий и М. Г. Менжерес (53) 678.029.43 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 501885, кл. В 29 С 65/02, 1971.
Авторское свидетельство СССP
¹ 1212835, кл. В 29 С 65/02, 1984.
Изобретение относится к сварке пластмасс, а именно к сварке деталей из термопластичных материалов больших толщин.
Цель изобретения — повышение качества сварки.
На фиг. l изображено исходное положение деталей и ирисадочного материала; на фиг. 2 - — детали, собранные иод сварку; на фиг. 3 -- то же, после сварки. (иособ стыковой сварки деталей из термопластичных полимерных материалов заклкгчается в с:.едующем. гта стынуемых горцах деталей l и 2 толцсиной 1 выио, няют Ч-образную разделку с у!ëî÷ . Затем осуществляют сборку zp! але, l тТ а к !и! м Mобразом, чтобы торцы
Нх касались друг друга в одной точке, т. е. без зазора. В нижнюю часть Ч-образной разделни вво тят ирисадочный материал 3 объемом, равным 25 — -85% от объема Ч-образнс>й Вазделки
Нижний предел 25% — это то минимальное r î.!è!tство материала, которое при
2 (54) Сl!ОСОБ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к области сварки пластмасс, а именно к стыковой сварке деталей из термопластичных полимерных материалов больших толщин. Цель — повышение качества сварки. Для этого в предлагаемом способе после сборки деталей в
1 -образную разделку вводят ирисадочный материал обьемом 25 85% от объема 1 образной разделки. Перед нагревом матер lBëà деталей llo обе iòîðîíû стыка H3l ревают ирисадочный материал до вязкотекучего состояния и оилавляют торцы деталсй.
3 ил., табл. переводе его в вязкотекучее состояние сио«обно накопить такое количество тепла, которо в проне«сс сварки прн перемещении его вверх по разделке способствует адгезии в пограничных слоях ирисадочного материала н свариваемых торцов, а также исключаег такой дефект, как непровар.
Верхний предел выбирается исходя из того, что присадочный материал Hp может занимать объем, больший 85% Ч-образной разделки, так как в процессе сварки свариваемые детали должны термичесни расширяться, создавая IlpH этом сдвиговые 1pформации, и способствовать перемещению присадочного и основного матерналов, которые в процессе принудительного перемещения от корня шва по Ъ-образной разделке обеспечивают хорошую адгс.зию расплава со «вариваемыми торцами.
Затем осуществляют жесткое закрепление деталей по всему периметру стыка. Для этого на зону нагрева деталей сначала нак1504102 ладывают антиадгезионную прокладку 4, например лакоткань на основе фторопласта 4Д (ОСТ 05 — 426/76) . Зону нагрева сва риваемых деталей ограничивают мсталлическим кожухом 5. К наруа(ной части кожуха 5, которыя за!ци(цена электроизоляционной эх!алью, крепится нагревательный элемент 6. Н3 последний одевают эл(кгротермоизоляционные накладки 7. Одновременно HBK. 133KH 7 И CIO, IÜË>, lOT !3 K3ч(. сТве прижимного элементы.
После этого <>существляют нагрев ирисадочного материала 3 до вязкогекучего состояния с од!«)временным oflëàíëåíèñ м торцов свариваемых деталей. Затем нагреваIoT ма гери ал деталей Ifo обе стороны стыка, подавая электропитание на нагрсвательHblH элемент 6.
Н()грев осуществляется при жестком закреплении деталей Ilo всему периметру учасTка с,(фиг. 1). В результате подобного закренления на! рев сопровождается оплавлением торцов .1еталей и во)никновением х сиз! ий в
HàïðàBлении, перпpí THKóëkkpíoì плоскости стыка. В процессе нагрсва вьпесненный за счет обьемного и линейно о темп(ратурного расширения расплавленный матерна.l поднимается по разделке предварительно оплавленных торцов и взаимодействует с ра llлавом присадочного материала. В результате этого происходит заполнен;!< расплав(>м объема v(-образной разделки. Вс.«дстви( это! О создаются с)за гоприятн ы(. <, с. I of)HH 1:гя вза и моп роникновс и и я f(13KpoMo1(. кхл и эл(мснтарпы. Об ьемов полимера черо! границу раздела поверхностных слоев на горцах кромок. Нагрев заканчивается тогда, когдс! расll;IBB заполняет весь обьем ), -<и>разной разделки, в регультате чего образу(тся св;!рнои llloB 8. IIo . .l пс р хода материала B зоне пва в I B(pJ(>(<)стояние кссткое 3;1крепление с деталей снима!от, р;! ип((>ая св;1РочнО(l ст(>ойс ГBo Ii o<>PИ Гfl(>k! !1(>(. 3(,1033тельности. ! (рим р. 11ÿòь пар образцов с< !епи и 35; э(35x)00 мм из !полиэтилена низкого давления (ПН с) поливинилхлорида (ПВХ) и пол !!!poll«лена ((IП) сваривают между собой встык. (.вариваемые торцы брусков сс>бираЮТся ПОд СB3pK) С ВВ(J(. Ilk(< М p3.!.ТИ Iного количества ириса,loH!Iol ма)грив.13 (rpзнулы1 при одинаковом у!л(э.=-,3 Сборку и сваркх произво..fk!1 H .лс.1ую щей последова гельности. Торцы свариваемы, <>p((ho«()k -оор,!.1ной разделкой кромок сооиран>г гак. !!о они касан)тся друг друга T().lhh() н о,1ной точке, т. е. без зазора. В нижнк>ю час.!! разделки помещают присадочный матсриал. Затем на зону нагрева на поверх!И>ОTH OBB риваемых брусков наматывают «и I иадгезионную прокладку (лакоткань II;I основе фторопласта 4д) . На лакоткань по всему периметру одевают кожух из Ст. 3 с толщиной стенки ()=0,2 мм, длиной (=60 мм. На наружную поверхность кожуха наматывают лакоткань на основе фторопласта 4Д. Зат м крепят нагревательный э.!емент шириной 20 мм, выполненный из нихромовой проволоки Яй мм, и длиной 700 мм. Нагревательный элемент располагают таким образом, что стык находится посередине него. На наружную поверхность нагрева!ельного элемента прикреплян)т электротермоизоляционные накладки. выполненные из асбеста, которые плотно прижимают нагревательный элемент со стальным кожухом к поверхностям свариваемых деталей по всему 15 периметру. После сборки !«> всей толщине сварочного приспособления сверлится отверстие c<) стороны верхней чисти разделки по центру стыка 05 мм. .33т«м в отвс рстие подают газ-теплоноситель для f!3! рева присадочного материала с температурой 250 С и производительнос ью 2 3 м /и. В качестве газа-теплоносителя используется воздух. 1Iосле того, h;IK при d.fo÷ffûé материал пе(>евотится в вязкотекучее со тояние с одновременным оплавлением свариваемых кромок, отключаK)l llo ьачу газы, à Hd нагревательный элемен! подают электропитание Г=36 B с силой тока I= — 28 А. Нагревательный элеЗ0 м< нт начинает греться, передавая тепло кож ху, ()llлавляя и нагревая !Ону стыка и и ро(f р(! Ис Bo воз 1(нс г». Т(. м п(р3 (>, p3 Н3 с г» ионсрхнос!и в зоне шва 250 С. В резульT3l(. термического воздействия свариваемые горцы брусков на !инан>т пер«ме!цаться навст)и чу друг другу, г. е. в и !правлении, il(p!I< ндикулярном (тг!к . В это ке время вг, !ав « II»IIII p3(ll !ан,l(нный ч;!терна)! за-!!о.!Ия(г ), образ ун) р;!здслку. 4р (1ерсз опрсделенное время, когда расплавленный материал запо.!няет вск> ), -образную разделку, произво гят отклк> «нп» нагревательного ээ!емент!!. Iри персхоте материала в твердое состояние давленис, с которым 3.IåhTðoTåp÷oè3oëÿIfkfoflkIûå накладки п ри45 кимались к поверхно Tkfvl дета.! H, сбрасы!!дстсH. В результате этого сваренные бруски свободно терн!Овеса киваются B направлении стыка, !To гозволяет избе кать появЛЕНИя ОСтаТОЧНЫХ с ИарОЧНЫХ Наиряжсинй. В т«ч l!HB 12 15 мин сварнои llloB 0(. Tf>lвант, ll(>o.l(чс го;!роизводят разборку cB3poч. ..<)Io устройсTB(k B обратной Ilo(.« довагельИО(ТИ. Форму.га и.!<трет(ниэг С.пособ стыковой сварки деталей из гермопг!()стичн(!х полимерных материалов, вклк> !ан> ций выполнени 1 -Обра)ной разделки II3 стыкуемых т plf3x, сборку деталей. 1504102 Г-образную разделку вводят присадочный материал объемом, равным 25 85% от объема 1 -образной разделки, а перед нагревом материала деталей по обе стор!ивы стыка осуществляют нагрев до вязкогек1чего состояния присадоч ного ма гс рна. lа и оплавление торцов деталей. жесткое закрепление их по всему периметр> стыка, нагрев материала деталей 1lo обе стороны стыка и снятие жесткого закрепления с деталей после перехода материала в зоне шва в твердое состояние, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения качества сварки, после сборки деталей в Угол Еолираз- честдел- во Прочность Lза ! Примечания материала свар ПН 1 ПВХ ПНД ПВХ Г1П ПП КИ мин ки, град риала, 7. от объема 90 90 100 100 30 10 30 20 30 25 9,5 73 ПНД ПВХ ПП Непровар Непровар Непровар 100 Хоров:ая адгезия Хорошая адгезия Хор орла я адгеэ-:: . Плохая адгеэия Плохая адгеэия Плохая адгеэ»я ! 30 100 присадочного мате30 40 30 65 30 75 30 85 30 90 Вид свариваемого Время 14 103 100 100 100 100 100 100 100 100 85 85 1504102 Фиг,2 Ооставитель Н. Елисеева Редактор И. Касарда Техред И. Beðåñ Корректор О Кравцова 3 а к а з 5198/21 Тираж 535 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и огкрытиям прн ГКН3 С(.ГР 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4, 5 Производственно-издательский комбинат «Патент», > Ужгород, ул. Гагарина, 101
