CN1086763A - 热塑材料的电熔焊接 - Google Patents

Abstract

本发明推出一种具有一根均匀的用热塑材料制 成的实心芯条和一个由一组金属丝构成的电阻件的 改进焊条，以及制造这种焊条的方法和设备。焊条布 置在所要焊接的热塑材料构件之间，通过对电阻件加 电、施压，使得实心芯条的热塑材料构件的接近焊条 的热塑材料熔合，形成一条均匀的焊缝。同时，电阻 件埋在焊缝内，机械上增强了这种连接。本发明还介 绍了一种将焊条预先附着在一个热塑构件上的电熔 焊接热塑构件的方法。

Description

本发明与焊接由诸如聚乙烯、聚氯乙烯、尼龙、聚丙烯、乙缩醛之类的热塑材料制成的各种构件有关。

诸如聚乙烯、聚氯乙烯、尼龙、聚丙烯、乙缩醛之类的热塑材料，由于具有良好的可塑性、加工方便、重量轻和耐腐蚀这些特点，因此作为结构材料已经越来越重要了。

然而，在许多应用中，由于这些热塑材料不是液密的，因此不能用作诸如螺纹接头之类的机械接头。这在处理一些有害物质和有害废液时尤其要加以充分注意的。

因此，已经研究出许多技术来连接热塑材料，如焊接和使用粘合剂。用粘合剂或溶剂连接塑料管等对于现场作业来说很不方便，因为在野外各种条件均不理想，并且要获得最大粘结强度所需的时间和其它各因素也不能保证。此外，或许还找不到一种合适的粘合剂来粘接这种热塑材料。

过去，聚乙烯是采用诸如热压焊接之类的技术进行焊接的，热压焊接器将重叠的热塑材料板加热，并且在搭接边沿处压出一条热塑材料。这条热塑材料与已经预先得到加热的两块热塑材料板熔合，形成这两块板和压出材料的液熔状态，以便将重叠的块焊接起来。这种技术在实践中尚未令人十分满意，因为在焊接过程中缺乏均匀性，特别是在用手提式的热压焊接器焊接大块材料时更为明显。

另一种原有技术是用一个所谓“高速喷嘴”（“speed-tip”）来焊接热塑材料板。这个高速喷嘴通过一个热气枪的喷口馈送热塑材料焊条。热气流与熔化了的热塑材料一起喷到需要焊接的区域。这种技术还是明显地存在着焊缝的均匀性和整体性问题。在这类焊缝中经常会有一些针眼或未被焊合的部分，而且还可能有一些因加热过度而使热塑材料损坏的部分。遭到损坏和整体性不好的焊缝显然是不希望的。

还有一种技术是用一个热楔在两块热塑板间通过，使得相对的两个表面得到加热，然后压在一起形成焊接。

以前已经尝试过许多用电加热技术在两个热塑材料的构件之间形成的搭接或对接焊缝。

有一种技术是用一根裸线或金属条棒在两个热塑材料的构件之间。为种方法在美国专利2，243，506（Mitchell）、2，647，072（Smith）、2，742，390（Beck）、2，974，566（Hurley）、3，049，465（Wilkins）、3，061，503（Gould）、3，348，640（Thompson）、4，416，713（Brooks）、4，176，274（Lippera）和4，375，591（Sturm）中都有所揭示。

本发明者具有不加新材料来焊接热塑构件方面的经验，发现金属丝实际上可能在被焊接的构件的热塑材料上烧出一些孔来。因此，在焊接两个热塑构件时增添新材料是非常重要的。

且已揭示出一些其他形式的焊条。在这些焊条中，金属丝或金属条被一层比较厚的热塑材料所覆盖。这种焊条在美国专利2，983，306（Resnick）、美国专利3，506，519和加拿大专利837，562（Blumenkranz）、美国专利3，378，672和加拿大专利811，837（Blumenkranz）、以及法国专利1，072，800中都有所说明。

本发明者发现，这种焊条的加热件离需要焊接的表面太远，因此在热塑构件的材料熔化以前，直接包围金属丝或金属条的塑料就烧坏了。这样，焊缝如果形成，质量也不好。

法国专利1，072，800还揭示了一种方法，首先用粘合剂将焊条粘到一块板上，然后加上第二块板，再将这两块板焊接在一起。本发明者也增试过这种将焊条粘在适当位置的方法，然而发现使用粘合剂或双面胶带对焊缝的整体性有着不利影响，因为粘合剂和双面胶带起着污染物质的作用。这些污染物质妨碍了正在焊接的热塑构件和焊条之间必需的分子间键合作用。

许多原有技术仅限于某些应用场合，并且也局限于焊接某些形状的构件。

本发明的目的是通过提供一种改善的焊条、一种制造这种焊条的方法和设备、以及一些使用这种焊条的方法来克服原有技术的这些缺点。这种焊条由一个电阻件和一根实心的均匀热塑材料芯条构成。实心芯条用来向两个相邻的热塑构件之间的焊缝供给热塑材料。电阻件是由一组围绕实心芯条缠成螺旋形的导线或围绕实心芯条编织的金属丝构成。

电阻件嵌在实心芯条中，使金属丝正好低于实心芯条的表面。或者，电阻件和实心芯条外涂上一层很薄的热塑材料。本发明的这种焊条可以提供较好的热分布，从而减少了过分加热和烧坏热塑材料。无论是实心芯条还是正在焊接的构件，热塑材料过热和烧坏都可能对焊缝质量产生不良影响。本发明还揭示了一种双焊条，这种焊条能做成各种形状，以便适合许多不同的应用场合。

在使用时，焊条放置在需要焊接的两个热塑构件这间，然后向电阻件供电。同时，将这两个要焊接的构件压在一起。所加的一定强度的电流要保持一段时间，使得实心芯条和邻接的构件的部分的热塑材料软化、熔合，从而将这两个构件焊在一起。电阻件在焊缝中形成了机械加强筋，因此在这两个热塑构件之间得到了一条优良的焊缝。

本发明还揭示了一种预先将焊条附着在相邻的热塑材料构件中的一个构件上来焊接相邻热塑材料构件的方法。

本发明所提供的焊条和电熔焊接处理是非常通用的，可以用来焊接不同形状、不同大小的各种热塑构件。

在说明本发明的一些具体实施例的这些附图中：

图1为本发明所提出的焊条的透视图;

图2为图1所示焊条沿2-2所取的剖视图;

图3为制造焊条的设备的原理图;

图4为处在图3所示的生产阶段A的焊条的透视图;

图5为图4所示焊条的剖视图;

图6为尾销透视图;

图7示出了用图1所示焊条进行热塑材料搭焊的大体过程;

图8为用图7过程完成的焊缝的剖视图;

图9示出了在两个弯曲构件之间进行对焊（如一根管子的纵向对焊）的情况;

图10示出了图9的焊缝在完成后的情况;

图11为示出用本发明对管道进行横向对焊的情况的透视图;

图12为图11所示焊条的另一个实施例的透视图;

图13为一根预先附着在一个热塑构件上的焊条的顶视图;

图14为预先附着在一个热塑构件上的焊条的另一个实施例的透视图;

图15为示出用熔合环借助管段的套筒接合进行横向对焊的透视图;

图16为图15的剖视图;

图17为熔合环的另一个实施例的透视图;

图18为图17所示熔合环正视图;

图19为图15在借助管段的榫接合进行横向对焊时的剖视图;

图20为压扁了的双焊条的透视图;以及

图21示出了用图20所示的压扁了的双焊条修补两个热塑板之间的裂缝的情况。

图1和图2示出了本发明的焊条10，焊条10由一根热塑材料的实心芯条11和一个电阻件12构成。电阻件12接到焊条10两端的尾销15上，通过尾销15接到电源（未示出）上。

实心芯条11和电阻件12的材料和尺寸根据具体应用的要求选定。例如，实心芯条11可以用诸如聚乙烯、聚氯乙烯、尼龙、聚丙烯和乙缩醛之类的热塑材料制成，而电阻件12可以用诸如不锈钢、镍铬合金、铁、锡钢合金之类的导电金属制成。

为了说明起见，实心芯条11用高密度聚乙烯（HDPE）制成，电阻件12用不锈钢制成。实心芯条11和电阻件12在这个讨论中所介绍的尺寸选定为本发明的一个优选实施例的尺寸。可以理解，以下所讨论的这些尺寸和工作参数都与具体应用和材料选取有关。

在原有技术中，以上所讨论的连接热塑构件的高速喷嘴技术是通过一个喷口来馈送热塑材料焊条的。这种原有技术的焊条有一种是直径为5毫米的挤压出来的高密度聚乙烯焊条。这种焊条对本发明来说是一种理想的实心芯条11。

通常，在使用焊条10时，焊接场地的允许电压是有限制的。为了安全起见，电压一般要限制在120伏以下。因此，电流就取决于电阻件12的电阻。电阻件12不能用直径较大的不锈钢丝17，因为这样会使实心芯条11过热而烧毁。通过使用大量直径较小的不锈钢丝17，均匀地分布在实心芯条11周围，改善了实心芯条11中的热分解，不会象使用单根导线那样产生过热现象，从而能够获得较长的焊缝。

一旦不锈钢丝17缠到实心芯条11上，通过一面拉紧不锈钢丝17一面软化实心芯条11的表面就可以将不锈钢丝17拉到实心芯条11的表面下面，使得电阻件12埋在实心芯条11中。由于电阻件12是埋入的，因此并不暴露在实心芯条11表面的大气中。如果电阻件暴露在大气中，那末当接上电源时就会产生一个强热点，烧坏实心芯条11和正在焊接的热塑构件的热塑材料。采用具有埋入电阻件12的焊条10还有其他一些优点。熟悉该项技术的人清楚，如果这些不锈钢丝17暴露在实心芯条11的表面上，那应会弄乱和纠缠在一起。此外，暴露的不锈钢丝17非常容易沾染灰尘、油腻和其他污染物质，这些污染物质对焊接的质量会产生不好的影响。对于具有埋入电阻件12的焊条10来说，清除这些污染物质是比较容易的。

虽然希望将电阻件12埋入实心芯条11，然而也要对埋入深度加以控制。如果电阻件12埋得太深，则电阻件12就离要焊接的表面太远。这样，在要焊接的构件的热塑材料软化前，紧靠电阻件12周围的热塑材料就会被烧坏，因此得到一条不好的焊缝。此外，16股不锈钢丝17会起着一根直径较粗的不锈钢丝的作用，这是不能允许的，因为它将引起过度加热而烧坏实心芯条11的热塑材料。因此最好将电阻件12就埋在实心芯条11的表面下面。

图3原理性地示出了能用来制造焊条10的设备20。从芯条筒21放出的实心芯条11被拉过绕线机22。绕线机22将16股线17分成8对螺旋形地缠在实心芯条11上。每对线17的螺线的一圈大约为1.25吋。图4和图5更为详细地示出了焊条10在制造过程中处在A阶段时的情况：实心芯条11上缠有螺旋形的线17。

在保持对实心芯条11和电阻件12施加一定拉力的情况下将它们拉过加热箱25。由于导线17上加有一定拉力，而实心芯条11的表面被软化，因此电阻件12就被拉到了实心芯条11的表面下面。此后，焊条10被拉过冷却箱26，缠在焊条筒27上。在这个制造焊条10的连续过程中，用一个公共的驱动机构28使芯条筒21的运动与焊条筒27配合是可取的，这样就能在整个过程中保持适当的拉力。

设备20的一些工作参数的具体例子是：从芯条筒21放出实心芯条11的速度为6至7呎/分，加热箱25的温度控制在400℃，加热箱25的长度为1.5呎，冷却箱26是一个水槽，温度控制在38℃，冷却箱26的长度为1.0呎。

如图1所示，焊条10在表面上具有螺旋形的图案，这是电阻件12被拉入软化的实心芯条11时留下的。如果需要，设备20所以在加热箱25后面配置一个冲模（未示出），压平焊条10的表面，或者将焊条10冲压成其他形状。

电阻件12也可以由围绕实心芯条11编织的一些导线17构成。

设备20还可以改成用一个十字头压出机（未示出）代替加热箱25，在电阻件12上涂上一层薄薄的热塑材料。这种改动在电阻件12是围绕实心芯条11编织而成时和/或在实心芯条11是用诸如聚氯乙烯那样比较软的材料制成时特别有用。

在有些制造实心芯条11的方法中采用对压出的热塑型材快速致冷的操作循环。然而，如果在制造中芯条11冷却过快，则在芯条11外部硬化时，内部仍然处在熔化状态，以致在芯条11内部形成一些孔隙。因此，在制造焊条10期间，随着芯条11在设备20的加热箱25内得到加热，芯条11会在这些孔隙处破裂，使焊条10的质量受一不良影响。所以实心芯条11最好是均匀的，没有任何显著的孔隙。

在准备用焊条10将热塑构件焊在一起时，从焊条筒27切下一段长度满足要求的焊条10，再在这段焊条10的两端分别加一个尾销15，接到电阻件12上。

由图6可见，尾销15大体呈嗽叭形，可以用薄壁黄钢管制成。最好尾销15有一个直径稍小于焊条10的口16。将尾销15加热，再将焊条10压入尾销15的口16内。随着焊条10进一步压入尾销15的顶部14，就剥去了覆盖在电阻件12上的实心芯条11的热塑材料。这样，尾销15就在顶部14卡到电阻件12上。

或者，通过用例如一个热气枪和一对剥线钳加热焊条10的两端，从焊条10的两端分别剥去大约1/4寸的实心芯条11，使得在焊条10的两端都露出电阻件12。然后，将电阻件12的所露出的金属丝17拧合在一起，将尾销15接到电阻件12上。尾销15安装好后，再加热在尾销15的底部处的热塑材料，将软化了的热塑材料推到尾销15的底部。

这些安装尾销15的方法保证了电阻件12在接到电源上时不暴露在大气之中，从而防止了在焊接期间由于在暴露点缺乏热塑材料来吸收热量而使焊条10在该点过热。如果不采取这些步骤，正在焊接的构件在与电阻件12接触处的热塑材料将被烧坏而不是软化。

焊条10十分通用，能够弯曲成几乎各种形状来焊接各种热构件。例如，焊条10能以对接或搭接熔合管形或平形的热塑构件。

图7示出了在两个热塑构件之间进行搭焊的一般过程。两块热塑材料32、33分别放置在焊条10的两侧。用插头35与电源相接的自耦调压变压器34通过一个适当的开关36再由尾销15接到电阻件12上。

使电流通过电阻件12的同时对两块热塑材料32、33上、下施加压力。随着电流流过电阻件12，实心芯条11和两块热塑材料32、33靠近实心芯条11的部分开始软化。在一段时间内继续保持一定的电流强度，使得焊条10的热塑材料和两块热塑件32、33软化熔合。在断开电流后，继续对垫塑件32、33的上面和下面加压，实心芯条11和两块热塑件32、33就熔合、固化，从而形成一条均匀的焊缝。电阻件12留在焊缝里，机械上增强（或者说明“缝合”）了这条焊缝。使电阻件12留在焊缝里的另一个优点是，如果在起初的焊接操作周期中由于加热或加压不是而造成焊接不好的话，则可以对这条焊缝再次加热。

图8为用图7所示工艺过程形成的焊缝的剖视图。由图8可见，实心芯条11的材料现在已经不能与被焊接的构件32、33的材料相区分，而埋在焊缝内的电阻件12对焊缝起了增强的作用。

图9示出了在两个弯曲件38、39（例如一个纵向裂开的热塑管的裂缝两侧）之间进行对焊的情况。焊条10放在弯曲件38、39之间。对弯曲件38、39施压，迫使弯曲件38、39的边缘接触，再使电流通过电阻件12。当焊条10和弯曲件38、39熔合时完成焊接，电阻件12就埋在这焊缝内。实心芯条11成为被焊接的两个弯曲件38、39本体的一部分，而留在焊缝内的电阻件12同时起着增强缝的作用。对焊形成的焊缝的结构如图10所示。

图11为示出用对焊焊接一对管形热塑构件41、42（如管道中的两从段管子）的端部的情况的透视图。焊条10弯成环形，置于管形构件41、42之间。通过使电流流过电阻件12和将管形构件41、42压在一起来完成焊接。

或者，用一个如图12所示的焊环43来焊接管形热塑构件41和42。焊环43由二根焊条10构成，每根焊条10的长度都稍大于管形热塑构件41、42的周长的二分之一。通过用例如一个热气枪和一对剥线钳加热和剥去实心芯条11，使得在两根焊条10的各端都露出电阻件12，这样每根焊条10的长度就都近似等于管形构件41、42的周长的二分之一。

然后，将在第一根焊条10的第一端露出的电阻件12的金属丝17与在第二根焊条10的第一端露出的电阻件12的金属丝17拧合在一起，再将在第一根焊条10的第二端露出的金属丝17也拧合在一起，形成一根双焊条（未示出）。接着，将尾销15接到电阻件12上。然后，将两根焊条10拉开而并不使它们脱离尾销15，从而形成了焊环43。这种焊环43在要将两段大直径的热塑管焊在一起时和在可以得到的电压受到限制的场合特别有用。

在用本发明的焊条10对热塑构件进行电熔焊接中所使用的电源最好能提供范围为0至20安培的电流控制。通常，限制使用焊条10的因素是在焊接场地所允许的电压。为了安全起见，电压一般限制在120伏以下。这样，这个电压便成为限制可能获得的焊缝长度的因素。

例如，完成一条6吋长的焊缝需要的时间与以相同的电流完成一条30呎长的焊缝需要的时间相同，然而可加的电压分别为4伏和240伏。此外，通过改变电流可以改变完成一条焊缝需要的时间，电流小则所需要的焊接时间就长。通常，采用较小的电流和较长的焊接时间有利于获得具有较好向完整性的焊缝，因为这样改善了热分布，从而不太会使焊条10的热塑材料和热塑构件受到过分加热。

最好，对于单焊条10用6至15安培的电流而对于双焊条（未示出）或焊环43用12至20安培的电流进行焊接处理。通过使用一个放在图7的热塑板32上表面上正对焊条10的温度探头37，就可以确定实现焊接所需要的时间。当温度探头37指示温度已经达到120℃时，断开电源35，焊接点在仍处于受压的情况下熔合和固化。必需在确定温度时考虑到热塑板32的厚度和所引起的温度梯度，因为在焊接比较厚的热塑件时探头37将需要更长一些时间来检测温度。熟悉该项技术的人可以理解，焊接场地的条件将会影响完成焊接操作所需的时间。一根单焊条10在电流为6安培时所需的焊接时间为8分钟，而在电流为12安培时所需的焊接时间则为2分钟。

实现上述焊接方法的另一个途径是用0.008吋的磁性钢丝来代替电阻件12的0.006吋的不锈钢丝17，而用一个射频（RF）产生器（未示出）在磁性钢丝内感生电流。这种方法通过沿焊缝滑动RF产生器的线圈能够方便地完成很长的焊缝，而不必在沿焊缝的各点上配置一系列接到一个电源上的尾销15。

在焊接操作期间对焊接处施加压力十分重要。如果焊条10只是简单地放在热塑板32和33之间，则焊条10在电流的作用下将会移动，滑出预定位置。因此有一块重块（未示出）压在焊接处，用来保持热塑板32、33和焊条10之间的相对位置。此外，必需保持这个压力直至焊接处熔合固化。根据不同的情况，焊缝应该在受压下通常要冷却大约4分钟。如果在热塑材料固化前就撤去压力，则热塑板32、33和焊条10虽然处在软化状态，其实也会相互分离。

最好，这个重块具有一个软为柔软的、适合被焊构件表面的底部。如果重块底部表面很硬，则施加在焊接处两侧的压力就会不等。如果重块的底石不均匀，也会有这样的问题。重块应该设计成使负载均匀地分布在焊缝的整个长度上，特别是对比较长的焊缝来说更应该这样。重块设计应该结合绝热效应加以考虑，使得焊接能在低于40℃的环境下进行。

例如，重块底部可以是一块厚为3/4吋、宽为4吋的胶合板，其底面贴有一层厚为1/2吋的氯丁橡胶。该底部盖放在焊缝上，上面再压以每延呎10磅的重块。这种配置能够在焊缝的整个长度上提供均匀的压力分布。

通常希望将焊条10预先附着在要焊接的一个热塑构件上。然而本发明者发现，用粘合剂或双面胶带将焊条10粘住对焊缝的完整性具有不良影响，因为粘合剂和双面胶带起着污杂物的作用，防碍了正在焊接的热塑构件和焊条10之间的所需分子间键合。

因此，应该通过将焊条10部分地或全部地熔合到所要焊接的两个热塑构件中的一个热塑构件上，使焊条10保持在适当的位置上。现在参照图13加以说明。能够将一根变成任何所需形状焊条10（带或不带与电阻件12连接的尾销15均可）预先附着到热塑构件44上。做法可以是，用一个热气枪或原有技术的“高速喷嘴”技术使实心芯条11的热塑材料软化，再将焊条10搭接定位。

现在参见图14，该图示出了用构成补丁焊条45的另一个焊条10的实施例进行图13所示的预先附着的情况。这种特殊的补丁焊条45的构成方式与前面所讨论的焊环43相同，这种焊条45对于修补热塑板上的孔特别有用。

补丁焊条45由两根长度基本相同的焊条10构成。通过用例如一个热气枪和一对剥线钳加热和剥去实心芯条11使得在焊条10的两端都露出电阻件12。然后将在第一根焊条10的第一个端部露出的电阻件12的金属丝17与在第二根焊条10的第一个端部露出的电阻件12的金属丝17拧合在一起，再将在第一根和第二根焊条10的第二个端部露出的金属丝17拧合在一起，形成一根双焊条（未示出）。将尾销15接到电阻件12上，通过将这结焊条10分开而不脱离尾销15就形成了可以具有所需形状的补丁焊条45。然后通过同时加电、施压、将补丁焊条45预先附着到热塑板44上。

在图13和图14所示的两种应用中，最好分别预先附着焊条10和45，使得尾销不超出热塑构件44的边缘，从而防止了露出的尾销15的金属的过度加热。这也是一个安全措施，因为触到尾销15可能会造成电击。

在图14所示的应用中，两根焊条10都接到一个尾销上，这样补丁焊条45在尾销15处就会局部过热。在这种情况下，例如所以在热塑板44的背面加上金属箔46。金属箔46的作用是从尾销15吸取热量，然后将热量传到金属箔46的整个区域，因此就防止了烧坏紧邻尾销15的热塑材料。

另一种预先附着焊条10的方法是，在要焊接的其中一个热塑构件上开一条槽（未示出），用来在焊接操作期间使焊条10保持位置不变。

参见图15和图16，图中示出了焊条10和在两个热塑构件之间进行焊接处理的一种应用情况，其中熔合环50用来将两段管子51和52对焊在一起。

熔合环50由一根焊条10和一个内径基本上等于所要焊接的两段管子51和52的外径的热塑管箍54构成。焊条10的尾销15的口16之间的距离基本上等于箍54的内周。焊条10弯成贴着箍54内表面的形状，而尾销15则通过箍54上的孔被推到外面。

然后，将焊环53预先附着到箍54的内壁上。焊条10的成形和预先附着例如可以用一对非导电的耐热环（未示出）来实现。这对耐热环随着电流通过焊条10的电阻件12被压到一起。

将熔合环50象在套筒接合中那样放置在两段管子51和52之间，然后在施加压力将管子51和52推到一起的情况下将这两段管子51、52焊接起来。熔合环50为焊缝提供了一个呈箍54那样形状的第三个热塑构件。这在要优先考虑防止在管子51和52中运送的液体外逸的情况下显得特别可取。

对于直径较大和/或管壁较厚的管子，可以用图12所示的焊环43来代替熔合环50中的焊条10。或者，也可以将焊条10弯成如图17和图18中所示那样的回环形。图17和图18所示的熔合环50是通过将焊条10预先附着在一个比较薄的热塑材料的圈盘56上后将圈56附着到箍54上形成的。由这样配置的焊条10所产生的热是以熔化圈盘56的热塑材料以及软化和熔化管子51和52的接近熔合环50的热塑材料。

图19示出了另一种熔合环50，熔合环50的热塑管箍54的外径基本等于要焊接的管段51和52的外径。管段51和52上都开有深度基本等于箍54的壁厚的半槽边。这使得管段51和52之间的接合无论沿管段51和52的内表面还是外表面都是齐平的。

本发明可提供的焊条10和电熔焊接的处理过程由于可用来将不同形状和不同尺寸的热塑构件（许多在前面已经作了说明）焊在一起，因此是非常通用的。由于这通用性，这些焊接操作可以在条件并不理想的情况（如水下、池中、排水管等）下进行。在这些条件下，必需考虑在多水环境下的热耗散问题。

例如，在图14所示的应用情况下，补丁焊条45预先附着在热塑板44上。为了减小由于多水环境而引起的热耗散，通过向补丁焊条45加压和供电，使得被预先附着的补丁焊条45成为扁平形状。压扁补丁焊条45和增加了补丁焊条45和正在修补的热塑构件（未示出）之间的接触面积。因此，在焊接操作期间电阻件12中所产生的热使留在补丁焊条45和正在修补的热塑构件之间的任何潮气得到蒸发。

补丁焊条45是在预先附关到热塑板44后才加以压平的。例如，将热塑板44以带补丁焊条45的那个侧面朝下放在一块耐热玻璃上。一块是以压扁在热塑板44烧杯前处于软化状态的补丁焊条45的压块放置在热塑板44的顶上。例如对于8寸乘8寸的热塑板，压块可以是65磅左右。向电阻件12供给17安培的电流2.5分钟。切断电源后后熔化的补丁焊条45和热塑板44在压块作用下冷却2分钟。这样形成的补丁具有一根表面象玻璃那样平整的压扁了的焊条45。

图20和21示出了另一种应用情况。在这种应用中需要薄长的补丁例如来修补池衬中的故障性裂缝。在这种情况下采用双焊条58是有益的。

双焊条58的构成情况与在讨论焊环43和补丁焊条45中所说明的类似。通过用诸如一个热气枪和一对剥线钳加热和剥去实心芯条11使得在一对长度基本相同的焊条10的各个端部均露出电阻件12。将在第一根焊条10的第一端露出的电阻件12的金属丝17与在第一根焊条10的第一端露出的电阻件12的金属丝17拧合在一起，再将在第一根和第二根焊条10的第二端露出的金属丝17拧合在一起，从而形成了一根双焊条58。这两根焊条10并不分开，但如前述那样预先附着到热塑板59上。双焊条58通过受到同时施压和加电，在一个不粘表面（如耐热玻璃表面）上被压扁。

当在多水环境中用压扁了的补丁焊条45和双焊条58进行焊接时，重要的是考虑环境温度、用来施加压力的压块的力以及通过多水环境的热耗散。压扁了的补丁焊条45和双焊条58增加了焊条45和58与正在修补的热塑构件（未示出）之间的接触面积。因此，在焊接操作期间电阻件12中所间生的热使留在补丁焊条45与正在修补的热塑构件之间的任何潮气得到蒸发。

图21示出了用双焊条58修补两个热塑板60和61之间的裂缝的情况。电阻件12所产生的热量以熔化热塑板59、双焊条58以及形成整体结构的两上热塑板60、61。这种补丁修补非常牢固和十分有效。

Claims (38)

1、一种用来焊接相邻的热塑材料构件的焊条，其特征是：所述焊条包括一根均匀的用所述热塑材料制成的实心芯条和一个由一组螺旋形地缠在所述实心芯条上的金属丝构成的电阻件，所述电阻件埋在所述实心芯条内接近所述实心芯条的表面。

2、一种用来焊接相邻的热塑材料构件的焊条，其特征是：所述焊条包括一根均匀的用所述热塑材料制成的实心芯条和一个由一组编织在所述实心芯条上的金属丝构成的电阻件，所述电阻件和所述实心芯条被覆盖在一层薄的热塑材料内。

3、一种用来焊接相邻的热塑材料构件的双焊条，其特征是：所述双焊条包括一根第一焊条和一根第二焊条，而所述第一和第二焊条分别都包括一根均匀的用所述热塑材料制成的实心芯条和一个由一组螺旋形地缠在所述实心芯条上的金属丝构成的电阻件，所述电阻件埋在所述实心芯条内接近所述实心芯条的表面;在所述第一焊条的第一端处的所述电阻件与在所述第二焊条的第一端处的所述电阻件连接，而在所述第一焊条的第二端处的所述电阻件与在所述第二焊条的第二端处的所述电阻件连接。

4、一种如在权利要求3中所提出的用来焊接相邻的热塑材料构件的双焊条，其特征是：其中所述第一焊条在所述第一端和第二端之间与所述第二焊条分开。

5、一种用来焊接相邻的热塑材料构件的双焊条，其特征是：所述双焊条包括一根第一焊条和一根第二焊条，而所述第一和第二焊条分别都包括一根均匀的用所述热塑材料制成的实心芯条和一个由一组编织在所述实心芯条上的金属丝构成的电阻件，所述电阻件和所述实心芯条被覆盖在一层薄的热塑材料层内;在所述第一焊条的第一端处的所述电阻件与在所述第二焊条的第一端处的所述电阻件连接，而在所述第一焊条的第二端处的所述电阻件与在所述第二焊条的第二端处的所述电阻件连接。

6、一种如在权利要求5中所提出的用来焊接相邻的热塑材料构件的双焊条，其特征是：其中所述第一焊条在所述第一端和第二端之间与所述第二焊条分开。

7、一种制造用来焊接相邻的热塑材料构件的焊条的方法，其特征是所述方法包括以下各步：

提供一根均匀的用热塑材料制成的实心芯条;

将一个由一组金属丝构成的电阻件包在所述实心芯条上;

拉紧所述金属丝组;和

加热所述实心芯条和所述金属丝组，从而使所述电阻件埋入所述关心芯条内接近所述实心芯条的表面。

8、一种如在权利要求7中所提出的制造用来焊接相邻的热塑材料构件的焊条的方法，其特征是：其中所述将一个电阻件包在所述实心芯条上的步骤是将所述电阻件螺旋形地缠在所述实心芯条上。

9、一种制造用来焊接相邻的热塑材料构件的焊条的方法，其特征是所述方法包括以下各步：

提供一根均匀的用热塑材料制成的实心芯条;

将一个由一组金属丝构成的电阻件包在所述实心芯条上;

用一层薄的所述热塑材料覆盖所述电阻件和所述实心芯条。

10、一种如在权利要求9中所提出的制造用来焊接相邻的热塑材料构件的焊条的方法，其特征是：其中所述将一个电阻件包在所述实心芯条上的步骤是将所述电阻件螺旋形地缠在所述实心芯条上。

11、一种如在权利要求9中所提出的制造用来焊接相邻的热塑材料构件的焊条的方法，其特征是：其中所述将一个电阻件包在所述实心芯条上的步骤是将所述电阻件编织在所述实心芯条上。

12、一种制造用来焊接相邻的热塑材料构件的焊条的设备，其特征是：所述设备包括一个与供给均匀的用所述热塑材料制成的实心芯条的供给源连接的驱动装置、一个缠绕一组金属丝的装置、一个拉紧所述金属丝组的装置和一个加热箱，所述实心芯条通过所述缠绕装置馈给，所述金属丝组螺旋形地缠在所述实心芯条上，所述金属丝组在受到拉力的情况下被埋入受到加热的所述实心芯条内接近所述实心芯条的表面。

13、一种制造用来焊接相邻的热塑材料构件的焊条的设备，其特征是：所述设备包括一个与供给均匀的用所述热塑材料制成的实心芯条的供给源连接的驱动装置、一个将一组金属丝编织在所述实心芯条上的装置和一个用一层薄的所述热塑材料覆盖在所述金属丝和所述实心芯条上的装置。

14、一种焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是所述方法包括以下各步：

提供一根焊条，该焊条具有一根均匀的用所述热塑材料制成的实心芯条和一个埋入所述实心芯条内接近所述实心芯条表面的电阻件;

将所述焊条布置在所述相邻的热塑材料构件之间;

向所述电阻件供给电流;

对所述相邻构件施加压力，使得所述相邻构件的相对表面都与所述焊条接触，将供给所述电阻件的所述电流保持一段时间，使其强度是以使软化和熔合所述焊条的实心芯条和所述相邻构件的接近所述焊条的部分;

断开所述电流;以及

保持所述压力直至部分所述电阻件透入每个所述相邻构件，象一个机械连接器那样将所述相邻构件结合在一起，和直至所述相邻构件熔合和固化。

15、一种如在权利要求14中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：其中所述电流是一个普通的电流。

16、一种如在权利要求15中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：所述方法还包括在电流源和所述电阻件之间的连接处安装一个散热装置的步骤。

17、一种如在权利要求14中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：其中所述电流是用一个射频产生器产生的。

18、一种焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是所述方法包括以下各步：

提供一根焊条，该焊条具有一根均匀的用所述热塑材料制成的实心芯条和一个埋入所述实心芯条内接近所述实心芯条表面的电阻件;

将所述焊条布置在所述相邻的热塑材料构件的第一构件上;

向所述电阻件供给电流;

对所述第一构件施加压力，使得所述第一构件与所述焊条接触是，将供给所述电阻件的所述电流保持一段时间，使其强度是以软化和熔合所述焊条的实心芯条和所述第一构件的接近所述焊条的部分;

断开所述电流;以及

保持所述压力直至所述焊条的实心芯条和所述第一构件的所述部分熔合和固化，从而所述焊条就被预先附着到所述第一构件上。

19、一种如在权利要求18中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：其中所述电流是一个普通的电流。

20、一种如在权利要求19中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：所述方法还包括在电流源和所述电阻件之间的连接处安装一个散热装置的步骤。

21、一种如在权利要求18中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：其中所述电流是用一个射频产生器产生的。

22、一种如在权利要求18中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是所述方法还包括以下各步：

将预先附着到所述第一构件上的所述焊条布置在所述相邻的热塑材料构件的第二构件上;

向所述电阻件供给电流;

对所述第一和第二构件施加压力，使得所述第一和第二构件的相对表面都与所述焊条接触，将供给所述电阻件的所述电流保持一段时间，使其强度是以软化和熔合所述焊条的实心芯条和所述第一和第二构件的接近所述焊条的部分;

断开所述电流;以及

保持所述压力直至部分所述电阻件透入所述第一和第二构件，象一个机械连接器那样将所述第一和第二构件结合在一起，和直至所述第一和第二构件熔合和固化。

23、一种如在权利要求22中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：其中所述电流是一个普通的电流。

24、一种如在权利要求23中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：所述方法还包括在电流源和所述电阻器之间的连接处安装一个散热装置的步骤。

25、一种如在权利要求22中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：其中所述电流是用一个射频产生器产生的。

26、一种如在权利要求18中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是所述方法还包括以下各步：

将预先附着到所述第一构件上的所述焊条布置在所述相邻的热塑材料构件的第二构件和第三构件之间;

向所述电阻件供给电流;

对所述第二和第三构件施加压力，使得所述第二和第三构件的相对表面都与所述焊条接触，将供给所述电阻件的所述电流保持一段时间，使其强度是以软化和熔合所述焊条的实心芯条和所述第一、第二和第三构件的接近所述焊条的部分。

断开所述电流;以及

保持所述压力直至部分所述电阻件透入所述第二和第三构件，象一个机械连接器那样将所述第二和第三构件结合在一起，和直至所述第二和第三构件熔合和固化。

27、一种如在权利要求26中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：其中所述电流是一个普通的电流。

28、一种如在权利要求27中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：所述方法还包括在电流源和所述电阻件之间的连接处安装一个散热装置的步骤。

29、一种如在权利要求26中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：其中所述电流是用一个射频产生器产生的。

30、一种焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是所述方法包括以下各步：

提供一根焊条，该焊条具有一根均匀的用所述热塑材料制成的实心芯条和一个埋入所述实心芯条内接近所述实心芯条表面的电阻件;

将所述焊条加热，软化所述实心芯条;

将所述焊条附着到所述相邻的热塑材料构件的第一构件上，从而所述焊条就被预先附着到所述第一构件上。

31、一种如在权利要求30中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是所述方法还包括以下各步：

将预先附着到所述第一构件上的所述焊条布置在所述相邻的热塑材料构件的第二构件上;

向所述电阻件供给电流;

对所述第一和第二构件施加压力，使得所述第一和第二构件的相对表面都与所述焊条接触，将供给所述电阻器的所述电流保持一段时间，使其强度是以软化和熔合所述焊条的实心芯条和所述第一和第二构件的接近所述焊条的部分;

断开所述电流;以及

保持所述压力直至部分所述电阻件透入所述第一和第二构件，象一个机械连接器那样将所述第一和第二构件结合在一起，和直至所述第一和第二构件熔合和固化。

32、一种如在权利要求31中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：其中所述电流是一个普通的电流。

33、一种如在权利要求32中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：所述方法还包括在电流源和所述电阻件之间的连接处安装一个散热装置。

34、一种如在权利要求31中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：其中所述述电流是用一个射频产生器产生的。

35、一种如在权利要求30中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是所述方法还包括以下各步：

将预先附着到所述第一构件上的所述焊条布置在所述相邻的热塑材料构件的第二构件和第三构件之间;

向所述电阻件供给电流;

对所述第二和第三构件施加压力，使得所述第二和第三构件的相对表面都与所述焊条接触，将供给所述电阻件的所述电流保持一段时间，使其强度是以软化和熔合所述焊条的实心芯条和所述第一、第二和第三构件的接近所述焊条的部分;

断开所述电流;以及

保持所述压力直至部分所述电阻件透入所述第二和第三构件，象一个机械连接器那样将所述第二和第三构件结合在一起，和直至所述第二和第三构件熔合和固化。

36、一种如在权利要求35中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：其中所述电流是一个普通的电流。

37、一种如在权利要求36中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：所述方法还包拓在电流源和所述电阻件之间的连接处安装一个散热装置。

38、一种如在权利要求35中所提出的焊接相邻的热塑材料构件的方法，其特征是：其中所述电流是用一个射频产生器产生的。

Images