Сварка пластика: основные методы и виды используемого оборудования

С широким внедрением пластика в повседневную жизнь, технология его сварки находит все более широкое применение. Сварка – это технологический процесс, при котором происходит надежное соединение материалов. В зависимости от используемых материалов и оборудования сварка пластмассы может осуществляться следующими способами.

Термо-контактная сварка пластика

аппарат для сварки пластикаОна же контактно-тепловая. Эта технология сварки пластмасс подразумевает использование нагретого сварочного инструмента, при контакте с которым происходит нагрев соединяемых поверхностей.

В зависимости от выбранного оборудования существует два варианта такой сварки:

  1. Нагревательный элемент плотно прилегает к соединяемым деталям. В результате чего он их оплавляет.
  2. Нагревательный элемент контактирует только с внешними частями свариваемых изделий. В результате происходит их проплавление.

Термо-контактный метод сварки – это один из самых доступных и универсальных способов. Для него используется специальное автоматизированное оборудование, которое работает в полностью автоматическом режиме. Например, это может быть линия по розливу молока в пакеты.

Цена оборудования для термо-контактной сварки достаточно высока. Но опыт его использования показывает, что она в значительной степени оправдывается высокими показателями производительности и рентабельности.

Сварка в электрическом поле

Принцип действия этого вида сварки основан на поглощении энергии электрического поля. Использоваться она может не для всех видов пластика, а только для так называемых полярных. К ним относятся:

  • поливинилхлорид;
  • виниласт;
  • полиамид.

Существуют две основных схемы этого вида сварки: прессовая и роликовая. Их основное отличие заключается в способе прокладки швов.

В настоящее время этот вид сварки достиг значительного совершенства. Он широко используется при производстве обуви, письменных принадлежностей и даже железнодорожных вагонов. Среди основных достоинств этого вида сварки особенно следует отметить следующие:

  1. Высокие показатели производительности.
  2. Экономичность.
  3. Возможность совмещения с процессом сварки целого ряда других технологических операций.

Благодаря вышеперечисленным достоинствам высокочастотный метод сварки очень быстро развивается и совершенствуется. В настоящее время разработано довольно много вариантов оборудования для этого вида сварки. Часть из них даже попала в серийное производство.

Сварка газовым теплоносителем без применения присадок

Этот способ имеет ограниченное применение. Чаще всего им осуществляется сварка листовых пластиков из поливинилхлорида и полиэтиленовой пленки. Для ее осуществления понадобится целый механизированный комплекс. Прочность швов здесь во многом зависит от температуры газовой среды, скорости сварки и показателя давления ограничительных лент.

Сварка газовым теплоносителем с применением присадки

При этом способе в качестве присадки используется специальный пруток для сварки пластика. При помощи струи нагретого газа осуществляется нагрев свариваемых поверхностей и самого прутка. После чего сварщик плотно прижимает пруток рукой. В результате чего и происходит соединение свариваемых поверхностей.

Этот метод очень универсален. Он может использоваться для сварки пластиков любой толщины и в любой конфигурации. Этим способом могут выполняться все типы соединений: внахлест, стыковые и угловые. Из его недостатков стоит отметить сравнительно низкую производительность.

Сварка пластиков излучением

В основе этого способа лежит способность пластмасс к поглощению энергии. В результате чего происходит их нагрев и спаивание. В зависимости от используемого оборудования различают следующие виды сварки:

  • инфракрасным излучением;
  • лазером;
  • светом видимого диапазона.

Особенностью этого метода является отсутствие непосредственного контакта свариваемых поверхностей с инструментом, что позволяет избежать их прилипания.

Сварка пластмасс трением

Этот метод основан на свойстве преобразования механической энергии в месте трения в тепловую. За счет чего и происходит нагрев свариваемых поверхностей. Сварка трением применяется в основном для соединения изделий из твердых видов пластмасс. Этот метод по своей технологической сущности очень прост. Для него достаточно иметь доступ к обычному сверлильному или токарному станку. Из его недостатков стоит отметить то, что одна из деталей обязательно должна иметь поверхность круглой формы.

Ультразвуковая сварка пластиков

сварка пластика ультразвукомВ последнее время все большее распространение получает ультразвуковой метод сваривания пластмасс. Он позволяет осуществлять качественное соединение деталей самой различной толщины.

Современный аппарат для сварки пластика ультразвуком позволяет непрерывно и с очень высокой скоростью сваривать пластмассовые пленки. При оснащении его дополнительным рабочим наконечником также появляется возможность для осуществления сварки в ручном режиме.

Основные виды оборудования для сварки пластика

Купить оборудование для сварки пластика сейчас не проблема. Но как не запутаться в его многообразии? Все существующие на данный момент аппараты и агрегаты для сварки пластмасс можно классифицировать на следующие категории:

  1. Ручные аппараты горячего воздуха.
  2. Сварочные экструдеры.
  3. Машины для сварки листов.
  4. Сварочные автоматы.

Теперь более подробно рассмотрим каждую из перечисленных категорий.

Ручные аппараты горячего воздуха

Эта группа сварочных аппаратов в основном представлена фенами. Их основное различие состоит в мощности и форме. Принцип их действия заключается в сильном нагреве воздуха. Кроме того, в зависимости от модели в фенах может присутствовать функция переключения режимов, которая позволяет увеличивать или уменьшать температуру подаваемого воздуха.

сварка пластиков феном

Термофен по своему принципу работы схож со своим бытовым аналогом, предназначенным для ухода за волосами. Разница заключается в более высокой мощности и нагреве. Он подает воздух нагретый до 300-500°С. Чаще всего сварка пластика своими руками осуществляется именно при помощи фена.

Для изменения конфигурации воздушного потока используются специальные насадки – форсунки. Фен для сварки пластика дополнительно может оснащаться следующими видами насадок:

  1. Фиксирующими. Эта группа насадок плотно прижимает свариваемые поверхности.
  2. Щелевыми. Используются для сварки кровельных материалов и тентов.
  3. Формировочными. Их основное применение сварка пластика большого размера.

Сварка пластиков феном может осуществляться следующими способами:

  • внахлест;
  • встык с использованием присадочных материалов.

Техника сварки с использованием фена

Сварка по пластику в домашних условиях при помощи фена осуществляется следующим образом:

  1. Определяется вид пластика свариваемых деталей и уже исходя из него выбирается присадочный материал.
  2. В зависимости от вида работ выбирается соответствующая насадка на фен.
  3. Прокладывается пробный шов. Этим определяется оптимальная температура сварки пластика и целый ряд других параметров.
  4. Зачищается и обезжиривается зона сваривания.
  5. Свариваемые детали тщательно подгоняются и надежно фиксируются.
  6. Проводится сваривание, во время которого нагретый пруток уверенным движением утапливается в шве с одновременным продвижением к концу.
  7. После остывания шва проводится его окончательное выравнивание и зачистка.

При помощи термофена даже возможна сварка АБС пластика. Отличить его можно по следующим признакам:

  1. Белеет на изгибе.
  2. Легко ломается.
  3. Очень быстро переходит из твердого состояния в жидкое.
  4. При перегреве наблюдается пузырение.
  5. Запах сходный с каучуковым.
  6. Обладает способностью легко растворяться в ацетоне.

Рекомендуемая температура для работы с этим пластиком – 350°С.

Сварочные экструдеры

экструдер для сварки пластикаРучной экструдер для сварки пластика – термомеханическое устройство похожее на пистолет. Он сначала нагревает пластик до вязкого состояния, а затем производит его выдавливание на свариваемые поверхности. В результате этого образуется прочный сварочный шов.

Почти все сварочные машины этого типа для удобства использования изготавливаются в виде пистолета, сверху которого расположена специальная насадка для нагрева рабочей смеси. Принцип работы экструдера достаточно прост. Сначала в него заряжается пруток из материала, соответствующего свариваемым поверхностям.

После включения аппарата он начинает нагреваться. После полного расплавления под действием давления, создаваемым шнеком он выталкивается наружу на свариваемые поверхности в виде однородной полосы. Ее ширина зависит от конструктивных особенностей сопла.

Благодаря большой разнице между внутренней и внешней температурами, расплавленный присадочный пруток почти мгновенно застывает. В результате на свариваемых поверхностях образуется прочный шов.

Изначально экструдеры разрабатывались для сварки толстостенных изделий. По сравнению с фенами они обладают следующими преимуществами:

  1. Позволяют сварить толстенные детали за один проход.
  2. При их использовании значительно возрастает скорость сварки.
  3. Снижают влияние человеческого фактора на качество работ.

Основное требование при использовании экструдеров – это сваривание изделий из одинаковых видов пластмасс. Под одинаковостью подразумевается химический состав и температура нагрева. Также устройство для сварки экструдерного типа требует обязательного очищения свариваемых поверхностей. Выполнять его следует механическим путем не более чем за 20-30 минут до начала процесса сварки. Объясняется это требование тем. Что в процессе сварки экструдером участвуют только самые верхние слои материалов.

Машины для сварки листов

Эта группа представлена в основном машинами для контактной сварки. Благодаря своей универсальности и многофункциональности они могут использоваться в самых различных отраслях производства. Это наиболее прочный и быстрый способ сварки пластиковых материалов.

Сварочные автоматы для пластика

Этот тип сварочного оборудования используется только на производстве. Его основное назначение сварка технологически сложных деталей.

Классы сварочного оборудования

Все существующее оборудование для сварки пластика делится на 2 больших класса:

  1. Бытовое. Для работы такого оборудования достаточно обычной сети в 220В. Его основное назначение сварка относительно небольших предметов.
  2. Профессиональное. Этот класс требует напряжения в 380В. В основном это большие и достаточно мощные машины, требующие профессиональных навыков.

Расходные материалы для сварки пластика

Ручная сварка пластика невозможна без использования присадочного материала. Выпускается он в виде специальных прутков. Сварочные прутки – это стержни, изготовленные из полиэтилена, или пропилена. Также их иногда называют электродами.

Их основное различие состоит в форме сечения. Наиболее часто используются прутки с круглым сечением, но кроме них свое применение находят и прутки с треугольным или овальным. Кроме того, электроды для сварки пластика различаются и по диаметру. Чаще всего в ход идут варианты с диаметром в 3 или 4 мм. Купить электроды можно в специализированных магазинах по продаже расходных материалов для сварки.