CS230414B1 - Způsob svařováni dílců z termoplastů - Google Patents

Description

Vynález se týká nového způsobu svařování dílců z termoplastů, kupříkladu velkoplošných stěnových prvků pro stavbu nádrží, založeného na současném natavení stykových ploch dílců elektrickým odporovým ohřevem, s použitím mechanické síly k přitlačení natavených stykových ploch.

Jsou již známy způsoby svařování dílců z termoplastických hmot, při nichž se oba dílce současně na stykových plochách dotykem s vytápěným tělesem vyhřejí na svařovací teplotu, načež se po oddálení tělesa svaří vzájemným přitlačením. Vytápěná tělesa mohou mít přitom příkladně tvar desky o ploše shodné s natavovanými plochami (tzv. natavovací zrcadlo), anebo tvar trojbokého hranolu či klínu (natavovací žehlička), popřípadě tvar vhodně tvarované šablonky a jsou nej častěji vytápěna elektrickým odporem. Tělesa ve tvaru desek mohou však být rovněž vytápěna vnitřně teplým vzduchem a šablony mohou být předehřívány v peci. Společným rysem těchto postupů je skutečnost, že vytápěná tělesa či prvky jsou uzpůsobeny k opakovanému použití a pro tento účel jsou zhotoveny z přiměřeně odolného materiálu, kupříkladu nerezové oceli či hliníkových slitin, přičemž jejich povrch je nadto ještě nezbytně chráněn proti znečistění a polepení svařovanou hmotou, kupříkladu pochromováním nebo skleněnou tkaninou impregnovanou teflonovou disperzí. Kromě toho vyžaduje tento postup nejen poměrně složité rovinné opracování obou spojovaných ploch, ale i přídavná zařízení na zajištění dostatečně velkého mechanického přítlaku obou dílců k sobě.

Byl rovněž popsán postup svařování dílců z termoplastů pomocí odporově vyhřívaného přídavného kovového (chromniklového) drátu s kruhovým či plochým průřezem, při němž se hmota v okolí drátu nataví a svaří, přičemž drát zůstává trvalou součástí sváru. Tento způsob svařování sice odstraňuje některé z popsaných ne Vhod předchozího postupu i jeho pracnost, na druhé straně je

230 414 však jeho použití omezeno jen na některé specifické případy, kdy plocha sváru, odpovídající ploše drátu, je dostatečnou zárukou pro trvalé spojení dílů a vyhovuje i docílená těsnost spoje. Příkladem takového specifického použití je svařování potrubí či tvarovek pomocí drátu vinutého do spirály kolem svařovaných dílců. Za určitých podmínek je ovšem svařování pomocí přídavného drátu použitelné i při spojování plochých dílců přeplátováním.

Při pokusu o aplikaci tohoto postupu na svařování velkoplošných stěnových prvků ze strukturně lehčených plastů se však ukázalo, že ani po několikrát opakovaném sváru nebylo možno docílit dostatečně kapalinotěsného a dostatečně tuhého a pevného spoje po celém obvodu svařovaných dílců. U sváru, docíleného za použití odporově vyhřívetného přídavného drátu, kladeného ve více vrstvách, se kromě toho projevilo i nekontrolovatelné, poměrně vysoké vnitřní pnutí, které nepřizhivě ovlivnilo pevnost stěny nádrže i pevnost spojovaných dílců v okolí sváru. Kvalita sváru byla nadto do značné míry závislá na odborné schopnosti.a pečlivosti pracovníka, jakož i na dodržování technologické kázně.

Vysoké nároky na kvalitu práce jsou ostatně společným požadavkem obou popsaných postupů, stejně jako i potřeba použití různých přípravků pro usnadnění manipulace s velkorozměrovými dílci. Společnou nevýhodou obou postupů je rovněž okolnost, že při nerovnoměrném natavení vnější, kompaktní stěny dílce dochází někdy až k protavení na pěnové jádro dílce a následující expanzi v něm uzavřeného plynu, což má za následek deformaci jemných dutinek jádra v bezprostředním okolí spoje a snížení celkové pevnosti obou spojovaných dílců.

Z toho, co bylo uvedeno, je patrno, že nová technologie výroby velkoobjemových nádrží ze strukturně lehčených plastů, založená na požadavku svařování velkorozměrových dílců ve značně dlouhých a.relativně úzkých stykových plochách a nadto i dílců, jejichž plochy neleží při spojování často ve stejné rovině ale i v rovinách na sebe kolmých či svírajících jiný úhel než 90 anebo 180 , si zákonitě vynutila i novou technologii svarem.

230 41

Výraznějšího pokroku v tomto směru bylo dosaženo při postupu podle čs. autorského osvědčení č. 197 66.5, při němž se do drážky ve tvaru písmene ”Vⁿ, vzniklé mezi spojovanými dílci zkosením korespondujících hran, vtlačil svařovací profil odpovídajícího tvaru, když byly předtím jak stěny drážky, tak i stěny profilu nastaveny pomocí přípravku, který současně vnějšími stěnami natavoval stěny drážky a vnitřními stěnami korespondující stěny svařovacího profilu. Katavený profil se pak na místo svaru tj. do natavené drážky vtlačil ručně· Tento postup sice - na roz díl od svařování s přídavným drátem - umožnil jednorázová sapině ní celého profilu drážky, avšak po poměrně krátkých úsecích. Kva· litá svaru byla přitom silně ovlivněna nejen dobou natavování jednotlivých úseků, ale především také kvalitou práce a pečlivostí pracovníka, neboí i nepatrná změna v síle přítlaku svařovacího přípravku při natavování anebo nerovnoměrnosti v přítlaku při zavedení svařovacího profilu do-drážky, ovlivnil;/ podstat' ně kvalitu spoje. Navíc se ukázalo, že tento postup je použitelný pouze pro spojování dílců, jejichž svařovací drážka je naprosto rovinná. V opačném případě docházelo totiž k nerovnoměrnému natavení plastů anebo přetavení do značné hloubky s případnou následnou destrukcí dílců v okolí svaru.

Popsané nevýhody dosud užívaných svářecích postupů jsou naproti tomu potlačeny u způsobu svařování dílců z termoplastů podle vynálezu. Tento postup, založený rovněž na současném natavení stykových ploch dílců elektrickým odporovým ohřevem, s použitím mechanické síly k přitlačení netavených stykových ploch, je charakterizován tím, že natavení se provádí prostřednictvím vložky ve tvaru kovového pletiva, vložené mezi styková plochy spojovaných dílců a vykazující tvar a velikost odpovídající tvaru a velikosti požadovaného svaru. Vložka je po dobu natavování stykových ploch dočasně napojena na zdroj elektrického proudu, přičemž spojovaná dílce jsou k sobě mechanicky přitlačovány od počátku nastavování stykových ploch až do okamžiku zatuhnutí spo je.

230 414

Výhody nového postupu svařování, určeného především pro spojování prefabrikovaných velkoplošných dílců ze strukturně lehěených plastů a založeného na použití dočasného topného tělesa ve tvaru kovového pletiva, vyhřívaného odporově elektrickým proudem, spočívají v prvé řadě ve vytvoření pevného a celistvého spoje po celém obvodu spojovaných dílců a to při snížené pracnosti a snížených nárocích na energii. Zárukou vysoké kvality spoje je přitom skutečnost, že rozměry a tvar kovového pletiva je možno velmi snadno přizpůsobit požadovaným rozměrům a tvaru výsledného sváru a že vložka ve tvaru pletiva je.schopna vytvořit homogenní tepelné pole, které je opět zárukou rovnoměrného natavení stykových ploch a to i při složitějších tvarech, nebot vložka je schopna sledovat věrně tvar natavovaných ploch. Tato vlastnost se příznivě projeví rovněž při spojování dvou nebo více dílců v různých spojovacích rovinách, kupř. při spojování stěnových dílců s dílci vytvářejícími dno nádrží anebo při vytváření koutových spojů, kdy je možno vložku ohnutím rozdělit do většího počtu plynule na sebe navazujících úseků, jež navzájem svírají úhel menší než 180° a jež sledují obvodové plochy spojovaných dílců. Vlastní provedení spoje - a to i v případě, kdy jsou spojovány dílce, jež neleží v téže rovině - nevyžaduje přitom žádných speciálních manipulačních, výrobních či montážních přípravů anebo zařízení, což umožňuje i montáž přímo v provozech uživatelů. To je zejména významné v případech, kdy nádrže není možno pro velké rozměry dopravovat v celku ·

Postup neklade rovněž vysoké nároky na přesnou rovinnost spojovaných ploch a není závislý na kvalitě a odbornosti pracovníka. Splňuje přitom i podmínky bezpečnosti práce, nebot pro ohřev topného tělesa, tj. vložky z kovového pletiva,postačí nroud o nízkém napětí, kupříkladu 24 V a příkonu 1 až 2 V/ na

2* cm spojované plochy.

Postup podle vynálezu je zváčtě výhodný při spojování dílců, z nichž alespoň jeden je opatřen po obvodu přírubou: vložka se v tomto případě vkládá mezi plochy obou přírub anebo mezi plochu příruby jednoho dílce a okrajovou část čelné plochy druhého dílce. Vložka může však být s výhodou použita i pro spoje vytvořené přeplátováním okrajů spojovaných dílců, kdy se vkládá

230 414 v poloze rovnoběžné mezi okrajové části hlavních, čelných ploch dvou sousedních dílců na jedné straně a čelnou plochu pomocného krycího dílce na druhé straně.

Pro docílení dokonalé těsnosti spoje ve většině případů pak postačí, jestliže je výsledný spoj po odstranění přebytku pletiva vložky i výronu netaveného materiálu jednostranně překryt těsnícím a/nebo krycím svárem.Je možné pochopitelně těsnící a krycí svár vytvořit na obou stranách spoje. Těsnicí svár má. význam zejména při spojování dílců, u nichž spojované plochy vykazují značné nerovnosti, jež má těsnicí svár překrýt. Svař se přitom provádí ručně, pomocí teplovzdušného agregátu a za použití přídavného svařovacího drátu, nejlépe z téhož materiálu, z jakého jsou zhotoveny i spojované dílce. Krycí svár, který kromě funkce zpevnění základního sváru plní často i funkci estetickou, může být naproti tomu zhotoven z materiálu druhově i kvalitativně odlišného, kupř. z lineárního polypropylenu při spojování dílců z integrovaného polypropylenu. Pro zvýšení estetického účinku může být popřípadě od základního materiálu odlišen i barevně.

Příkladné provedení spoje způsobem podle vynálezu je dále znázorněno na připojeném výkrese, kde na obr. 1 až 5 jsou v příčném řezu schematicky znázorněny různé fáze postupu vytváření spoje mezi přírubami dvou dílů, ležících v těže spojovací rovině.

Na obr. 1 je znázorněn příčný řez spojovanými dílci 1 a 2 s. vloženým kovovým pletivem 2 ve fázi přípravy spoje.

Obr. 2 představuje spoj ve fázi natavování stykových ploch dílců 1 a 2 , přičemž do kovového pletiva 2 J^e zaveden proud o nízkém napětí z regulačního transformátoru 6 za současného mírného přítlaku obou dílců. Aby se předešlo možné deformaci

V vložky, je přítlak uplatňován po celou dobu natavování stykových ploch. Po dosažení potřebného natavení, při němž je

230 414 přebytečný materiál, kupříkladu z vyrovnání místních nerovností spojovaných stěn dílců, vytlačen ze spoje, je dodávka proudu do dočasného topného tělesa, tj. kovového pletiva zastavena a spojované dílce jsou k sobě dále přitlačovány až do okamžiku zatuhnutí spoje.

Na obr. 3 je znázorněn spoj ve fázi tuhnutí sváru. Výrony 2 taveniny jsou po odpojení proudu, zatuhnutí sváru a uvolnění přítlaku spolu se zbytky kovového pletiva mechanicky odstraně.· ny.

Obr.4 představuje spoj po odstranění přebytků taveniny a pletiva. Do drážky ve tvaru písmene V”, vzniklé zkosením hran 2 ^a 4. dílců 1 a 2, je oboustranně pomocí teplovzdušného svářecího agregátu a přídavného drátu vevařen těsnící svár 8.

Obr. 5 představuje spoj po vytvoření krycího sváru 2 a po případném mechanickém opracování a zarovnání sváru do roviny spojovaných dílců.

Rozsah vynálezu není však omezen jen na popsané a znázorněné provedení. Je možno jej použít při spojování nejrůznějších termoplastických materiálů a dílců různého tvaru i provedení a to jak spojem na přírubu, tak i čelním spojením deskových dílců, případně přeplátováhím okrajů spojovaných dílců.

Pro ohřev pletiva je možno použít střídavý i stejnosměrný proud a v závislosti na délce sváru volit i vhodný zdroj proudu, kupř. dynamo Či akumulátor.

Způsob spojování prefabrikovaných velkoplošných dílců z plastů postupem podle vynálezu je vzhledem k vysoké kvalitě a pevnosti spoje a vzhledem ke sníženým nárokům na pracnost, energii a mechanizační přípravky a zařízení možno s výhodou použít zejména při výrobě velkoobjemových nádrží pravoúhlého i mnohaúhelníkového půdorysu, s rovným i konickým dnem, a to nádrží užívaných převážně ve vodním hospodářství, v zemědělství či v průmyslu, at již jako nádrže skladovací anebo jako nádrže technologických zařízení,

230 414 kupř. zařízení pro úpravu a čistění vody.

Claims (6)

1. PREDMET VYNALEZU

   230 414

   1. Způsob svařování dílců z termoplastů, příkladně velkoplošných stěnových prvků pro stavbu nádrží, žaložený na současném natavení stykových ploch dílců elektrickým odporovým ohřevem, spoužitím mechanické síly k přitlačení natavených stykových ploch, vyznačený tím, že natavení se provádí prostřednictvím vložky ve tvaru kovového pletiva, vložené mezi stykové plochy spojovaných dílců a vykazující tvar a velikost odpovídající tvaru a velikosti požadovaného sváru, přičemž vložka je po dobu natavování stykových ploch dočasně napojena na zdroj elektrického proudu a přičemž spojované dílce jsou k sobě mechanicky přitlačovány od počátku natavování stykových ploch do okamžiku zatuhnutí spoje.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že u stěnových spojů se vložka vkládá mezi boční stykové plochy spojovaných dílců, přičemž její rovina je kolmá k rovině hlavní, čelné plochy dílců.
3. 3. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že u koutových spojů se vložka vkládá mezi boční stykovou plochu jednoho dílce a v

   okrajovou část hlavní, čelné plochy alespoň jednoho dalšího dílce, přičemž její rovina je kolmá k rovině čelné plochy prvého dílce a souběžná s rovinou čelné plochy druhého dílce a přičemž vložka popřípadě sestává z dvou nebo více plynule na sebe navazujících Částí, jež navzájem svírají úhel menší než 180°
4. 4. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že vložka se vkládá v poloze rovnoběžné mezi okrajové části hlavních, čelných ploch dvou sousedních dílců na jedné straně a čelnou plochu pomocného krycího dílce na druhé straně.

   230 414
5. 5· Způsob podle bodů 1 až 4, vyznačený tím, že výsledný spoj je po odstranění přebytku pletiva vložky i výronu netaveného materiálu překryt těsnicím a/nebo krycím svetrem.
6. 6. Způsob podle bodů 1 až 5, vyznačený tím, že přítlačná síla nebo složky síly působí v rovině kolmé na rovinu vkládané vložky.