Сварке подвергаются только так называемые термопластич­ные пластмассы (термопласты), которые при нагревании становятся пластичными, а после охлаждения принимают первоначальные вид и свойства. Кроме них, существуют термореактивные пластмассы, которые изменяют свои свойства при нагреве. Нагревать пласт­массы при сварке следует не выше температуры их разложения, т. е. в пределах 140—240 °С.

Пластмассы можно сваривать различными способами: нагретым газом; контактной теплотой от нагревательных элементов; тре­нием; ультразвуком. Рассмотрим способ сварки нагретым газом. Основные условия для получения качественного соединения пласт­масс при сварке следующие.

1. Диаметр присадочного прутка не должен превышать 4 мм для достаточно быстрого его нагрева и обеспечения необходимой производительности сварки.

2. Сварку следует вести по возможности быстро во избежа­ние термического разложения материала.

3. Необходимо точно выдерживать температуру сварки во из­бежание недостаточного нагрева или перегрева свариваемого мате­риала.

Для сварки нагретым газом в качестве теплоносителя исполь­зуют воздух, азот, углекислый газ. Наиболее широкое применение получил воздух, как более доступный газ. При сварке в азоте и углекислом газе, создающих инертную среду, вокруг места сварки, не происходит окисления и разрушения структуры свариваемого термопласта. Нагревание газа-теплоносителя происходит в спе­циальных горелках, газовых или электрических. Сварка нагретым газом проста, не требует сложного оборудования, удобна в случае

127

ремонтных работ; ее можно применять для изделий различных раз­меров и формы; она получила достаточно широкое применение в практике сварки пластмасс.

Для сварки можно использовать горелки ГГП-1-56 конструк­ции ВНИИАВТОГЕНа, в которых использован принцип прямого нагрева газа-теплоносителя. Температура нагретого газа в них регулируется в широких пределах изменением расхода горючего газа и газа-теплоносителя. Применяют также пропано-воздушные вихревые горелки ГГП-1-66 и горелки ГЭП-1А-67 с электроподо­гревом.

При сварке пластмасс применяют различные виды соединений: встык с односторонним и двусторонним скосом кромок под углом 35—45°; внахлестку; тавровые; угловые без скоса и со скосом кромок. Наиболее распространено соединение встык. Шов с дву­сторонней разделкой кромок обеспечивает более равномерное рас­пределение теплоты и поэтому он прочнее шва с односторонней разделкой кромок. Шов внахлестку в несколько раз менее прочен, чем стыковой, и поэтому применяется лишь в отдельных случаях, например при сварке стыков труб с отбортовкой. Сварка термо­пластов основана на доведении прутка и свариваемого материала до температуры их размягчения, когда они в вязком состоянии способны склеиваться при небольшом усилии сжатия.

Сварщик должен подавать приток под углом 90° к поверхно­сти шва. Если этот угол более 90°, то пруток вытягивается и при охлаждении его происходят разрывы; при меньшем угле пруток на­гревается быстрее на более длинном участке и не успевает прива­риваться к свариваемым кромкам или ранее уложенным пруткам. Скорость укладки прутка диаметром 3 мм должна составлять 12—15 м/ч, для того чтобы происходило хорошее сваривание прутка и основного материала и обеспечивалась достаточная проч­ность соединения.

Угол между осью сопла горелки и прутком определяется тол­щиной свариваемого листа: при толщине до 5 мм этот угол равен 20—25°, при толщине 10—20 мм 30—45°. Расстояние между нако­нечником и поверхностью шва необходимо по возможности поддер­живать постоянным (5—8 мм). При правильном положении горелки и необходимой температуре нагрева основной материал по обе стороны укладываемого прутка должен «заюшать». Усилие давления на пру­ток необходимо стремиться создавать равным: для прутка диамет­ром 2—3 мм 1—1,6 кгс, диаметром 4—5 мм 2,2—3 кгс.

После сварки изделие следует подвергать медленному охлажде­нию на воздухе. При быстром охлаждении возможно растрескива­ние соединения вследствие различной и неравномерной усадки основного материала и присадочного прутка. В зависимости от ква­лификации сварщика прочность сварного соединения винипласта может колебаться от 30 до 90% прочности основного материала.

Применение прутков при сварке пластмасс снижает произво­дительность процесса для газовой горелки до 15—20 м/ч, для элек-

трической — до 10—12 м/ч. При этом данный метод имеет еще тот недостаток, что ударная вязкость шва и основного материала на границе сварного шва получается примерно в 12 раз ниже удар­ной вязкости основного материала и не превышает 1 МДж/м2 (10 кгс-м/см2).

Для повышения производительности процесса и прочности сварного соединения применяют беспрутковый метод сварки пласт­массовых листов. Он состоит в том, что свариваемые листы срезают по кромкам под углом 20° и складывают внахлестку. Затем листы нагревают до температуры 250—300 °С воздухом, подогреваемым в электрической горелке, и сжимают валиками, облицованными слоем резины. Струю воздуха направляют непрерывно на срезан­ные кромки листов и горелку перемещают впереди валиков вдоль свариваемых кромок. Скорость сварки для винипласта толщиной

3— 12 мм составляет 120—200 м/ч. Листы равномерно нагреваются до температуры 60—70 °С на ширине 300—400 мм. Прочность свар­ного соединения при этом достигает 80—90% прочности основного материала, а производительность в 10—15 раз выше, чем при прут­ковом способе. Ударная вязкость, материала после сварки почти не снижается.

При сварке полиэтилена, полихлорвинила (так называемых мягких термопластов) пруток для повышения прочности соедине­ния прикатывают специальным роликом.

Качество сварки термопластов контролируют наружным осмот­ром. Полученный шов должен быть плотным, без разрывов и трещин. Плотность швов можно испытывать водой, сжатым воздухом или керосином. Для контроля качества швов используют также элек­тролитный и электроискровой дефектоскопы.