' Очередность, условия и режимы выполнения опера­ций, возможность изготовления сварных швов различ­ной формы, выбор сварочных приспособлений и обору­дования зависят от механизма сварки и способа ее ак­тивирования, типа соединяемых материалов, конструк­ции изделия, требований, предъявляемых к шву, осна­щенности и масштаба производства.

Наиболее целесообразно дать описание методов свар­ки в зависимости от способа ее активирования и, в ча­стности, способа нагревания материала в зоне шва.

Сварка нагретым газом

При такой сварке соединяемые поверхности деталей сначала нагревают струей разогретого газа, а затем при­водят в контакт с нагретым той же струей присадочным материалом или друг с другом. Различают сварку нагре­тым газом с применением присадочного материала и без него.

Специфика способа заключается в подводе тепла не­посредственно к соединяемым поверхностям и последов вательно от одного участка шва к другому. Такой свар­кой можно соединять детали практически любых разме­ров и конфигураций. Сваркой нагретым газом цедесооб - разно соединять материалы, чувствительные к перегре­ву, а также изготавливать изделия в монтажных усло­виях.

Наряду с последовательной сваркой возможна так­же сварка по всей поверхности шва за один прием. ■

Сварка с применением присадочного материала [136, с. 37] используется для соединения деталей из поливи­нилхлорида, полиолефинов, полиметйлметакрилата, по­листирола, полиамидов, пентапласта, полиформальдеги­да. Качество получаемых сое/іуинений зависит от свойств основного и присадочного материалов, формы сварного шва, подготовки поверхности деталей 'и точного соблю­дения технологических приемов и режимов сварки. При­садочный материал изготовляют из материала деталей в виде прутка круглого (диаметром 2—6 мм), прямо­угольного или треугольного сечения. Для сварки толсто­стенных деталей за один проход используют цилинд­рические прутки диаметром до 10—20 мм.

Для снижения температуры текучести и повышения пластичности в присадочный материал добавляют пластификатор в количестве 3—10% (масс.). Однако его не рекомендуется вводить в присадочный материал для сварки изделий, эксплуатируемых в агрессивных средах [139] и при повышенных температурах.

При сварке пенопластов в присадочный материал с целью обеспечения идентичности свойств сварного шва и основного материала добавляют порофор [2Г5].

Сваркой нагретым газом можно выполнять стыковые (всех видов), угловые, тавровые и торцевые соедине­ния, а также соединения внахлестку [136, с. 38; 138],

Принцип сварки этим способом заключается в за­полнении разделанного под шов участка присадочным материалом в последовательности, обеспечивающей рав­номерность нагревания материала в зоне шва [139]. При этом присадочный пруток удерживают под углом 1,57 рад к плоскости соединяемых деталей. Соединяе­мые поверхности нагревают горячей газовой струей, вы­ходящей из наконечника сварочного аппарата, располо­женного на расстоянии около 5 мм от места сварки, при этом наконечник сварочного аппарата совершает коле­бательные движения между основным и присадочным материалом. Угол наклона наконечника к направлению шва для деталей толщиной до 5 мм составляет 0,35—

0,44 рад, а более $ мм— 0,52—0,785 рад. Прй выйолйе - нии V-образного стыкового и углового шва р заклю­чение сварки делают проход со стороны самой узкой части (корня) шва, предупреждая этим непровар [107, с. 111]. Зачистка выступающего над поверхностью изде­лия валика шва. не требуется [32]. а '

Основными параметрами сварки нагретым газом с применением присадочного материала являются: темпе­ратура 7нг, расход газа (теплоносителя), скорость свар­ки и давление на присадочный материал, В качестве теплоносителя чаще всего используют воздух. Однако при сварке термопластов, подверженных сильной термо­окислительной деструкции (полиолефинов, полиамидов), применяют инертные газы, главным образом азот.

Температуру сварки нагретым газом Гнг не удается точно определять по температуре текучести Тт и темпе­ратуре деструкции Тд. В работе [178, с. 162] приводится одна, из возможных методик определения области тем­ператур теплоносителя, при которых происходит раз­мягчение полимера, и продолжительности нагревания до начала протекания в полимере процессов деструкции.

Для компенсации потерь тепла газовой струей тем­пература газа на выходе из сопла должна на 50—100К превышать 7V термопласта [136, с. 45]. Давление газо­вой 'струи может изменяться в пределах от 0,035 до 0,1 МПа. . ‘

С увеличением диаметра прутка от 2 до 6 мм усилие, оказываемое вручную на присадочный материал, повы­шают от 10 до 20 Н при сварке полиолефинов и поли­амидов и от 15 до 40 Н при сварке жесткого поливи­нилхлорида. Прижимные ролики применяют для мяг­ких присадочных прутков, не выдерживающих осевого давления. Усилие прижима ролика составляет 10—30 Н.

Скорость укладки прутка (обычно 0,1—0,2 м/мин), зависящая от температуры газа, с увеличением диаметра прутка уменьшается. Однако общая скорость заполне­ния шва (скорость сварки) при этом возрастает.

Число проходов на практике принимается на один больше, чем толщина основного материала в мм. Руч­ная сварка нагретым газом с применением присадоч­ного материала — дорогой и трудоемкий процесс. Про­должительность сварки листа длиной I м и толщиной 5 мм составляет 35—55 мин.

Сварка нагретым газом е применением присадочно­го материала получила распространение при изготовле­нии различной химической аппаратуры и емкостей, при футеровке электролизных и травильных ванн, при обли­цовке хранилищ для агрессивных жидкостей, при сты­ковке труб, листов линоліеума и т. д. Для проведения сварки используют различную по конструкции ручную сварочную аппаратуру [136, с. 58; .137; 216; 217], в ко­торой газ нагревают с помощью электроэнергии или га­зового пламени. Диаметр сопла наконечника должен быть равен диаметру присадочного прутка.

Сварка описанным методом имеет существенные не­достатки: низкая производительность, трудность под­держания заданных технологических параметров (тем­пературы, давления, скорости). Были разработаны спо­собы сварки, свободные от этих недостатков. Так, повы­шению производительности процесса в 3—4 раза (иногда в 5—10 раз) способствует предварительный подогрев (с помощью специальных насадок на сварочном аппара­те) основного и присадочного материалов до темпера­туры, близкой к Тт. Соединение деталей при-такой сварке происходит при более высоких температурах теп­лоносителя; расход газа в этом случае на 5—10 л/мин больше, чем при сварке без подогрева [2, с. 277]. Ско­ростную ручную сварку целесообразно применять для соединения плоских и цилиндрических изделий, имею­щих швы большой протяженности. Преимуществом та­кой сварки является возможность прижима прутка ро­ликом или насадкой, укрепленными на сварочном аппа­рате [136, с. 53]. Пруток, приваренный к детали, втяги­вается в канал насадки. Тем самым обеспечивается стабильный прижим прутка к кромкам. Сварку можно осуществить за один проход, если сечение предваритель­но подогретого прутка соответствует форме разделки кромок.

Прочные соединения обеспечиваются при скоростной сварке полиэтилена высокой плотности и полипропиле­на с помощью ручных, а также полуавтоматических и автоматических сварочных аппаратов с регуляторами температуры нагревания, скорости и'направления пода­чи присадочного, материала.

Сварка нагретым газом без присадочного материала применяется для соединения деталей по непрерывной

Рио. V.2. Схема сварки горловины сосуда по периодической схеме:
а — нагревание соединяемых поверх и ост є И; 6 — приведение их в контакт.
/ — сосуд; 2 — наконечник нагревателя; .7 — прижимные губки; 4 — шов.

или периодической схемам. В первом случае соединяе­мые поверхности нагревают последовательно (отдельны­ми участками), а во втором одновременно (целиком).

Тепло при сварке пленок подводят либо к внешней поверхности свариваемого пакета, либо к выступающим над поверхностью ограничительных губок кромкам сло­женного пакета [136, с. 55]. В последнем случае для оплавления кромок часто применяют источник открыто­го пламени.

При сварке по периодической схеме соединяемые де­тали сначала нагревают, а затем приводят их в контакт (рис. V.2). Этот метод находит применение при упаков­ке различных продуктов и материалов.

Для периодической сварки труб встык или симмет­ричных фасонных частей изделий из термопластов на­гретый газ подводят одновременно ко всей свариваемой поверхности с помощью сопел, равномерно расположен - ных по периметру приспособления кольцевой формы.