Принцип контактно-тепловой (термоконтактной) сварки заклю­чается в том. что поверхности свариваемых деталей, контакти­руя с нагретым инструментом, разогреваются в местах соедине-

ния до определенной температуры ;i свариваются под действи­ем давления. Прочность образующихся сварных соединений по­лучается высокой: она составляет около 90—100% прочности основного материала.

В зависимости от способа подвода тепла к свариваемым поверхностям контактно-тепловой метод сварки подразделяется на сварку о плавле и и е м и сварку п р о п л а в л е и н е м {рис. 14.2). В первом случае нагреватель соприкасается не­посредственно со свариваемыми поверхностями. Во втором слу­чае нагреватель соприкасается с внешними поверхностями де­талей и тепло передается к свариваемым поверхностям за счет теплопроводности через всю толщу материала.

Сваркой оплавлением соединяются пластмассовые трубы, стержни, толстые листы, пластины, приваривается арматура к трубопроводам, собираются фасонные конструкции. Сварка проплавлением применяется в основном для соединения пленок и листов толщиной не более 3 мм.

Рассмотрим технологические особенности сварки оплавлени­ем и проплавлением.

Контактная сварка деталей оплавлением про­изводится в две стадии: 1) оплавление кромок нагретым сва­рочным инструментом с последующим удалением инструмента: 2) смыкание (осадка) свариваемых деталей путем приложения давления и выдержка под давлением до тех пор, пока сварном шов не остынет до определенной температуры и не затвердеет.

Основными параметрами режима сварки оплавлением явля­ются: температура сварки, температура поверхности сварочного инструмента, время нагрева свариваемых поверхностей, время выдержки под давлением, давление осадки.

Температуру сварочного инструмента устанавливают на 100—120°С выше температуры плавления термопласта. При этом необходимо учитывать возможность термоокислительной деструкции полимера, глубина протекания которой определяется температурой сваривания и продолжительностью контакта инструмента с поверхностью материала. Б табл. 14.1 приводят­ся ориентировочные параметры сварки некоторых термопластов оплавлением.

При сварке пленок и тонких листов про­плавлением (этот вид сварки называют также контактно-

тепловой сваркой прессованием) соединяемые материалы укла­дывают чаше всего внахлестку. Изменяя величину нахлестки, можно регулировать прочность сварного шва в широких пре­делах. Сварку проплазленнем проводят с односторонним или двухсторонним нагэевом (рис. 14.3).

При одностороннем нагреве (рис. 14.3, а) самая высокая температура наблюдается на поверхности материала, а в месте сварки она гораздо ниже. Поэтому, чтобы материал в месте соединения хорошо разогрелся, температура нагревателя должна быть выше температуры сварки. Скорость, с которой » месте сварки устанавливается требуемая температура, зависит от степени нагрева инструмента, от теплофизических свойств свариваемого материала и толщины изделия.

/ — нагретый инструмент; 2 — изоляционная прокладка; ,7 свариваемые детали; - i ■опара

Рис. 14.4. Схема термоимпульсной сварки:

/ — подвижная прижимная губка; 2 — теплоизоляционная прокладка; .? - разделительная пленка; 4 — нагревательная лента: 5 — свариваемые летали; 6 — эластичная темлоизоля - цнэдная прокладка; 7 — неподвижная прижимная губка

Двухсторонний нагрев материала (рис. 14.3, б) облегчает условия сварки, позволяет скорее разогреть материал до тре­буемой температуры. Этот способ применяется для сварки из­делий значительной толщины, а также в том случае, когда конструкция свариваемых изделии позволяет подводить тепло с двух сторон. Например, неармпрованную пленку толщиной до 150 мкм рекомендуется сваривать при одностороннем нагреве, а при толщине свыше 150 мкм — при двухстороннем нагреве.

Чтобы исключить прилипание пластмассы к инструменту, применяют разделительные прокладки из фторопласта-4, по­лиамида. целлофана.

Разновидностью сварки проплавлением является термо- импульсная сварка (рис. 14.4). Термоимпульсная свар­ка широко применяется для соединения полиолефиповых пленок толщиной 20—250 мкм. При этом виде сварки используется малоинерционный электронагреватель (лента или проволока), который, нагреваясь импульсом электрического тока, разогре­вает свариваемый материал за доли секунды. Давление, необ­ходимое для соединения, создается с помощью подвижной при­жимной губки. Охлаждение под давлением - основное преиму­щество термоимпульсной сварки. Охлаждаемые поверхности не прилипают к нагревательному инструменту, поэтому сваривать можно без разделительных прокладок. Нагрев при термоим­пульсной сварке может быть как односторонним, так и двух­сторонним.

Параметры сварки проплавлением — температура инстру­мента, давление прижима и время выдержки; их значения за­висят, главным образом, от вида свариваемого материала и его толщины, как видно из табл. 14.2.

При термоимпульсной сварке в зависимости от типа мате­риала и его толщины время нагрева составляет от десятых до­лей се к v иды до нескольких секунд; давление — от 0,01 до 0,3 МПа.

Сварочное оборудование для контактной сварки термоплас­тов включает ручные устройства, механизированные головки и полуавтоматы, стационарные машины и установки.

Конструкции нагревательных инструментов для ручной сварки весьма разнообразны: сварочные клеши, полозы, роли­ки, клинья, цилиндры, электроутюги и т. п. Сварочные клещи удобны для сварки рантовых Т-образных соединений. За один цикл сварки получается шов длиной 180- 200 мм и шириной 4—6 мм. При изготовлении из тонкой пленки изделий сложной конфигурации может быть применена сварка нагретым роли­ком. Ширина сварного шва определяется шириной реборды на сменном диске роликового нагревателя.

Ручные устройства применяются преимущественно в мон­тажных работах; они удобны в эксплуатации, однако не обес­печивают стабильности рабочих параметров сварки и стабиль­ной прочности сварных соединений. Поэтому для работы в монтажных условиях применяются сварочные полуавтоматы, гарантирующие контроль параметров сварки. Наиболее рас­пространены полуавтоматы ПСП-11, ПСГ1-15, ПСП-16 и др.'

Для изготовления крупногабаритных изделий из пленок (оболочки, резервуары и т. д.) в нашей стране выпускаются сварочные установки различных конструкций. Для непрерывной сварки пленок из полиолефпнов, полиамидов, фторопластов и других материалов применяются сварочные машины типа МСП. Например, на машине МСП-11к сваривают крупногабаритные изделия из полиэтиленовой пленки толщиной от 20 до 200 мкм. Сварка происходит в результате нагрева свариваемого мате­риала контактирующей с ним металлической лентой, надетой па два ролика.’Лента нагревается металлическим полозом. Сва­риваемые полотнища укладывают на подложку из специально­го полотна. Для предотвращения прилипания металлической ленты к свариваемой пленке применяют прокладки из пленки фторопласта,

Для сварки в цеховых условиях используют также свароч­ные прессы типа ПС (ПС-100, ПС-4, ПС-300 и Др.). На этих установках за одни сварочный цикл можно получать сварной шов длиной до 12 м и более.