Способ сварки деталей из термопластов

 

{i i) 776932

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.05.78 (21) 2635607/23-05 с присоединением заявки № (51) М. Кл.

В 29С 27/02

ГосУдаРственный комитет (23) Приоритет по делам изобРетений (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень № 41 (53) УДК 678.029.43 (088,8) и открытий (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

А. С. Михневич, Ю. В. Ратников и А. Э. Юницкий

Институт механики металлополимерных систем

АН Белорусской ССР

3 (54) СПОСОБ СВАРКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТОВ

j юй1Д 3Щф T„ и

1 2

Изобретение относится к сварке пластмасс.

Известен способ сварки деталей из термопластов с использованием вкладной втулки, снабженной электронагревательной спиралью, по которой пропускают электрический ток (1.).

Недостаток способа заключается в том, что для каждого типоразмера деталей необходимо изготавливать разные вкладные втулки.

Наиболее близким решением из известных к изобретению является способ сварки деталей из термопластов, включающий оплавление введенных в контакт соединяе- 15 мых поверхностей деталей нагревательным элементом, перемещаемым относительно соединяемых поверхностей f2)

Недостатком способа является то, что он позволяет сваривать только плоские детали. 20

Цель изобретения — обеспечение качественной сварки профильных деталей.

Указанная цель достигается тем, что по способу сварки деталей из термопластов, включающему оплавление введенных в 25 контакт соединяемых поверхностей деталей нагревательным элементом, перемещаемым относительно соединяемых поверхностей, нагревательный элемент перемещают в положении под углом к соединяемым поверх- ЗО ностям, вводя его через тело детали. Нагревательный элемент можно перемещать перпендикулярно к соединяемым поверхностям деталей, вдоль соединяемых поверхностей деталей по волнообразной траектории, а также вдоль соединяемых поверхностей деталей по пилообразной траектории. В качестве нагревательного элемента используют волнообразную проволоку, оставляемую в сварном шве, можно применять трубку, через полость которой прокачивают теплоноситель, нагретый выше температуры плавления материала деталей.

Такое осуществление способа обеспечивает качественную сварку деталей сложной конфигурации.

Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображены трубчатые детали в процессе сварки; на фиг. 2 — вид А фиг. 1; на фиг. 3 — узел

1 фиг. 1; на фиг. 4 — детали сложной конфигурации в процессе сварки; на фиг. 5— узел II фиг. 4; на фиг. 6 — плоские детали при сварке волнообразным нагревательным элементом.

Сущность способа сварки деталей пз термопластов заключается в следующем.

Пластмассовые трубы 1 и 2 соединяют между собой и с муфтой 3 с помощью электронагревательного элемента 4, выпол776932 ненного в виде натянутой нихромовой проволоки, подключенной к источнику электрической энергии (фиг. 1, 2). Температура нагрева проволоки достаточна, чтобы при ее внедрении в тела свариваемых деталей в них возникла локальная зона плавления полимера.

Сварку осуществляют перемещением нагревательного элемента 4 из положения

Б — Б в положение  — В, при этом нагревательный элемент пропускают через тела свариваемых деталей в сечении à — Г, где он сваривает между собой трубы 1 и 2 и муфту 3, а также в сечениях Д вЂ” Д и E — Е, где нагревательный элемент сваривает между собой соответственно муфту 3 и трубу 1, и муфту 3 и трубу 2.

На фиг. 3 схематически показан сварной шов, получившийся после прохождения нагревательного элемента. Зона К расплавленного и затвердевшего в процессе сварки материала муфты 3 при прохождении через границу между муфтой 3 и трубой 1 вовлекается нагревательным элементом в зону

3 материала трубы 1, образуя анкер, который обеспечит прочность и герметичность соединения даже в случае применения полимеров, плохо свариваемых между собой. Для " сйбрения процесса сварки нагревате ьй|Я Ммент 4 может быть выполнен из ряда-нера.тглельных проволок, а для улучше чества шва и уменьшения локальной 3 ь расплава, за счет улучшения теплообмейа,""нагревательному элементу могут быть сообщены колебательные движения, Нагревательный элемент можно перемещать вдоль соединяемых поверхностей деталей по волнообразной или пилообразной траекториям (фиг. 4).

Для соединения деталей 5 и 6 из разнородных термопластов (фиг. 6) может быть использован волнообразный нагревательный элемент 4, например волнообразная проволока, выступы которого внедрены в деталь 5, а впадины — в деталь 6. Нагревательный элемент внедряют в свариваемые детали в направлении, перпендикулярном плоскости фигуры, и оставляют в теле деталей. Элемент 4 нагревают путем подвода электрического тока к его зажимам.

При этом нагревательный элемент выполняет функцию арматуры, скрепляющей детали.

В качестве нагревательного элемента может быть использована также трубка, через полость которой прокачивают теплоноситель, нагретый выше температуры плавления материала деталей.

Примеры осуществления способа.

При мер 1. Производится сварка фланцевой муфты из полиэтилена высокого давления ГОСТ 16337 — 70 с полиэтиленовой трубой 110 СЛ ГОСТ 18599 — 73. Внутренний диаметр трубы 100 мм, длина муфты с фланцем 110 мм. Сварка осуществляется с

65 помощью натянутой ни хромовой проволоки диаметром 0,5 мм, через которую пропускается электрический ток промышленной частоты 50 Гц, сила тока 5А. Нагретая пихромовая проволока вводится в тело муфты и под действием силы тяжести приспособления, в котором она натянута, продвигается в плоскости, перпендикулярной продольной оси трубы, Время продвижения проволоки по всему сечению соединения

9 — 11 мин. После выхода нагревателя (проволоки) со стороны, противоположной входу, между внутренней поверхностью муфты и наружной поверхностью трубы в зоне прохода нихромовой проволоки образуется герметичный сварной шов.

Пример 2. Производится приварка тонкостенного стакана из полипропилена к тонкостенному стакану из полиэтилена (фиг. 4). Стаканы 7 и 8 установлены один в другой с зазором 6=0,1 мм. Сварку необходимо произвести в труднодоступном месте в зоне контакта выступов в донных участках стаканов. Коробление стенок стаканов, толщина которых 1 мм, не допускается. Не допускается также нарушение поверхностей в зазоре 6. Нагревательный элемент 4 в виде нихромовой проволоки толщиной 0,3 мм, по которой пропускается электрический ток силой 2 А, вводят в зону сварки (фиг. 5) через тело детали 7 из положения И. Затем проволоку перемещают в зоне сварки, т. е. в зоне соприкосновения деталей. Учитывая, что полиэтилен и полипропилен между собой плохо свариваются при диффузионной сварке нагревательный элемент (проволоку) перемещают в зоне по волнообразной траектории с попеременным внедрением нагретой проволоки в тела свариваемых деталей. При каждом пересечении линии раздела этих деталей материал одной детали внедряется в материал другой детали, происходит таким образом их анкерное крепление при одновременном диффузионном совмещении. После прохождения зоны сварки элемент 4 выводится через тело деталей 7 или 8, например, в положение К. При этом коробление деталей и нарушение зазора не происходит.

Способ, согласно изобретению, обеспечивает качественную сварку профильных деталей и деталей сложной конфигурации, прп этом сварные швы выполняются в труднодоступных местах.

Формула изобретения

1. Способ сварки деталей из термопластов, включающий оплавление введенных в контакт соединяемых поверхностей деталей нагревательным элементом, перемещаемым относительно соединяемых поверхностей, отличающийся тем, что, с целью обеспечения качественной сварки профильных

776932 да А

li

b деталей, нагревательный элемент перемещают в положении под углом к соединяемым поверхностям, вводя его через тело детали.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагревательный элемент перемещают перпендикулярно к соединяемым поверхностям деталей.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нагревательный элемент перемещают вдоль соединяемых поверхностей деталей по волнообразной траектории.

4. Способ по п. 1, отлича ющийся тем, что нагревательный элемент перемещают вдоль соединяемых поверхностей деталей по пилообразной траектории.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве нагревательного элемента используют волнообразную проволоку, оставляемую в сварном шве.

6. Способ по п. 1 — 4, отличающийся тем, что в качестве нагревательного элемента используют трубку, через полость которой прокачивают теплоноситель, нагретый выше температуры плавления материала деталей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

15 № 236760, кл. В 29С 27/06, 05.11.67.

2. Авторское свидетельство по заявке № 1708769/05, кл. В 29 С 27/02, 22.10.71 (прототип) .

776932

Составитель Н. Елисеева

Техред И. Пенчко

Корректор В. Петрова

Редактор Л. Ушакова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2530/5 Изд. № 577 Тираж 729 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5