SU1212835A1

SU1212835A1 - Способ стыковой сварки деталей из термопластичных материалов

Info

Publication number: SU1212835A1
Application number: SU843773055A
Authority: SU
Inventors: Валентин Павлович Тарногродский; Владимир Викторович Матюха; Марина Григорьевна Менжерес; Юрий Андреевич Болдуй
Original assignee: Ордена Ленина И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Электросварки Им.Е.О.Патона
Priority date: 1984-07-16
Filing date: 1984-07-16
Publication date: 1986-02-23

Description

Изобретение относитс к сварке пластмасс, а именно к способам свки встык деталей из термопластичн материалов.

Целью изобретени вл етс обепечение качественной сварки деталей больших толщин за счет равноного прогрева деталей по всему сечению стыка.

На фиг,1 изображена схема сборки деталей под сварку; на фиг.2 - установка деталей в металлический кожух с нагревательным элементом; на фиг.3 - то же, после сварки.

Способ стыковой сварки деталей заключаетс в следующем.

Перед сборкой деталей 1 и 2 на их стыкуемых торцах выполн ют V-образную разделку, угол которой редел етс из соотношени

4°

,.г

h

где Л-р - термический коэффициент расширени материала деталей,

/°с-;

длина жестко закрепленного участка, котора подвергаетс нагреву, мм; Ь толщина сваривае1-1ых деталей J мм; Т - температура зоны, котора

подвергаетс нагреву, С. Угол разделки сг выбирают в пределах 30°.

Далее детали;1 и 2 из термопласта собирают (фиг. жестко закрепл их по всему периметру стыка. Дгш этого на зону нагрева деталей накладывают антиадгезионное покрытие 3, например лакоткань на .основе фторопласта 4Д. Зону нагрева свариваемьге деталей огранш ивают металлическим кожухом 4. К наружной части кожуха 4, котора защищена электроизол ционной эйалью, крепитс нагревательный .элемент 5..На нагревательный элемент одеваютс электротермоизол ционные накладки 6, Одновременно накладки 6 используют в.качестве прижимного элемента. Далее осуществл етс нагрев материала свариваемых де т.алей до всему периметру стыка с обеих сторон с доведением небольших его участков до расплавлени . Нагрев осуществл етс при жестком закреплении деталей по всему периметру, В результате подобного закреплени нагрев сопровождаетс оплавлением тор2

0

5

0

25

30

ЗЛ

45

50

55

п,ов деталей и возникновением усилий в направлении, перпендикул рном плоскости стыка, что обеспечивает качественную сварку CTf.iKa с полньм проваром по всей площади сечерш .

В процессе нагрева вытесненный за счет объемного и линейного температурного расширени расплавленный материал расплавл ет торцы свар1 ваемых деталей. В результате происходит заполнение расплавом объема V -образной разделки. Вследствие этого создаютс благопри тные услови дл взаимопроникновени макромолекул и элементарных объемов полимера через границу раздана поверхностных слоев на торцах кромок.

Нагрев заканчиваетс тогда, когда расплав заполн ет весь объем V-образной разделки. Как только рас- тшавленный материал, который заполнил V -образную разделку, переходит в твердое состо ние, давление, с которым электротермоизол ционные накладки 6 прижимались к поверхност м деталей 1 и 2, сбрасываетс . В результате этого свариваемые детали свободно термоусаживаютс в направлении стыка 7. Это позвол ет избежать раст гивающих объемных напр жений в зоне сварного шва и в околошовной зоне, а также дефектов , св занных с усадкой.

Предлагаемым способом детали могут свариватьс при отрицательных температурах окружающей -среды, а также под водой и в космосе при соответствующей герметизации и теплоизол ции .

П р и м е р. П ть пар брусков сечением 15x15x100 мм из поли- этил:ена высокой плотности (ПЗНД) сваривают между собой встык. Свариваемые торцы брусков собираютс под сварку с различным углом с. разделки кромок. Результаты приведень в таблице.

(Сборку и сварку производ т в следующей последовательности. Торцы свариваемых брусков с V-образной разделкой кромок собирают так, что они касаютс друг друга только в одной точке, т.е. собраны без зазора . Затем на зону термического воздействи на поверхност х свариваемых брусков наматывают антиад- т езионную прокладку (лакоткань на основе фторопласта 4/1. На лакоткань

по всему периметру одевают кожух из Ст.З с толщиной стенки S 0,2 мм, длиной 8 60 мм. На наружную поверхность кожуха наматьшаю лакоткань на основе фторопласта 4Д. Затем креп т нагревательный элемент шириной 20 мм, выполненный из ни- хромовой проволоки 00,8 мм и длиной 700 мм. Нагревательный элемент располагают таким образом, что стык находитс посредине, него. На наруную поверхность нагревательного элемента прикрепл ют электротермоизл ционные накладки, выполненные из асбеста, которые плотно прижимают нагревательный элемент со стальньп кожухом к поверхност м свариваемых деталей по всему периметру. Такое прижатие обеспечивает непроскальзывание свариваемых брусков из-Под бадажа при тепловом расширении в направлении , противоположном свариваемым торцам.

После окончани сборки на нагревательный элемент подают электропитание и 36 В с силой тока 3 28 А. Нагревательный элемент начинает гретьс , передава тепло стальному кожуху и оплавл и нагрева зону стыка и возле него. Температура на его поверхности в зоне шва 220 С. В результате термическог воздействи свариваемые торцы брусков начинают перемещатьс навстречу друг другу, т.е. в направлении, перпендикул рном к стыку. В это же чврем выдавленный расплавленный материал , оплавл свариваемые торцы, заполн ет собой V -образную разделку . Через 10 мин расплав заполн ет всю разделку. Нагревательный элемент отключают. Как только расплавленный материал, который заполнил V-образную разделку, переходит в твердое состо ние, давление, с ко2128354

торым электротермоизол ционные накладки прижимались к поверхност м деталей, сбрасываетс . В результате этого сваренные бруски свобод- 5 но термоусаживаютс в направлении стыка. В течение 15 мин сварной шов остывает, после чего производ т разборку сварочного устройства в обратной последовательности. Сваренные образ1ц.1 были испытаны на раз10

15

рьгоной машине ZD 10/90. Оптимальной разделкой кромок свариваемых торцов вл етс угол 20 . При таком ,угле расплав заполн ет всю V -образную разделку, а прочность сварного шва 100%.

0

5

0

t

0,359j

Пример расчета:

.

h

oi .20 где «; 0,0004 I/ С - термический

коэффициент расширени ; К - зона, котора подвергаетс

нагреву, мм;

h - толщина свариваемых деталей , мм;

Т 0,5Т„,г - температура зоны, котора подвергаетс нагреву. (Hqrp температура на гревател .

tq об

ot-, град

I

Прочность,%

0,69

70

40

%.J

Claims

СПОСОБ СТЫКОВОЙ СВАРКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий сборку деталей с жестким закреплением их по всему периметру стыка и нагрев материала деталей по обе стороны стыка, отличающийся тем, что, с целью обеспечения качественной сваргде _г - термический коэффициент расширения материала деталей, 1/ С 3 θ - длина жестко закрепленного участка, который подвергается нагреву, мм;

Т - температура зоны, которая подвергается нагреву, С;

h- толщина свариваемых деталей, мм, причем, жесткое закрепление с деталей снимают после перехода материала в зоне шва в твердое состояние. оС