1-18塑料连接工艺

国际焊接学会授权的培训机构国际焊接工程师培训课程TrainingCourseforInternationalWeldingEngineerIIWAuthorisedTrainingBody1/18塑料连接工艺JoiningProcessesforPlastics哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute♣主要目的：通过对本节内容的学习掌握哪种塑料能够焊接以及塑料焊接原理；了解塑料焊接的典型工艺及确保焊接质量对塑料焊接操作人员的要求。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute主要内容塑料的类型塑料焊接原理塑料焊接方法几种塑料焊接工艺介绍塑料焊工的培训与考试哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute塑料的类型塑料是以合成或天然高分子化合物（树脂）为基本成份，加入适当的添加剂，在一定温度和压力下，经塑性变形加工而成的一类高分子材料（合成树脂是高分子化合物，也称聚合物）。塑料的结构是由链状分子构成，或称纤维状分子。与棉花的网状纤维相类似，是无序卷绕状。根据分子链的构造，塑料可分热塑性塑料、弹性塑料（合成橡胶）和热固性塑料。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute非交联链状分子在室温下，通常处于软到硬、韧状态类型：热塑性塑料粗网目的交联链状分子不能熔化，可膨胀及不溶解，类型：弹性塑料在室温下，通常处于弹性、软(合成橡胶)状态。细网目的交联链状分子不能熔化，不能膨胀及不溶解。类型：热固性塑料在室温下，通常处于硬状态。塑料的基本结构与性能哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute►热塑性塑料在一定温度下，热塑性塑料可以达到热塑性状态乃至熔融流动，冷却后，又变成一定的形状。热塑性塑料的分子排列形式有2种，非结晶型和结晶型见下图。由于分子结构不同，其材料的强度性能也不同。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute非规则的卷绕：非结晶型非结晶区如玻璃透明结晶型：乳状（不透明）纤维状分子热塑性塑料的构造哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute►弹性塑料该类塑料由于内部结构的原因（粗网目交联链状分子结构），而不能熔化，不能达到热塑性状态，故不具备可焊性。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute►热固性塑料这类塑料由于内部结构的原因（细网目交联链状分子结构）在受热时不会变软，一直处于硬状态，直到破坏，因此不具备可焊性。从另一角度看，能够进行焊接的塑料，其材料熔化指数MFI应在某一范围。德国标准DIN53735对此做了规定。在DIN16776中给出了MFI的分类组别。德国焊接学会规程2201TI给出了HDPE熔化指数在005－010时可以焊接，每一种塑料都相对应一熔化指数（表1）。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute表1高密度聚乙烯的熔化指数熔化指数的分布HDPE（高密度聚乙烯）I型II型DIN16776中的MFI（190/5）MFI组别克/10分钟X0030.1…0.4X0050.4…0.7XX0100.7…1.3X0201.3…3X0503…7哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute►热塑性塑料的种类热塑性塑料约占塑料总产量70%，其中应用最广泛的的品种有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯等。以下是对各种热塑性塑料的简要介绍。聚烯烃类聚烯烃塑料的主要品种有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯及聚丁烯。聚乙烯（PE）：（LDPE：低密度PE，熔点：105～130℃），（MDPE：中密度PE），（HDPE：高密度PE，熔点：105～137℃）。性能：白色蜡状半透明材料，柔而韧，比水轻，无毒。应用：电线绝缘、管材、薄膜、容器、板材等。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute聚丙烯（PP）：（熔点：170～176℃）（PP-H等规聚丙烯；PP-B间规聚丙烯；PP-R无规聚丙烯）性能：聚丙烯是热塑性塑料中材质量最轻的一种树脂，密度为0.91～0.92g/㎝³，呈白色蜡状，比聚乙烯透明度高。强度、刚度和热稳定性也高于聚乙烯。易燃、化学稳定性好。应用：薄膜、电绝缘体、容器、包装品等。聚丁烯（PB）：（熔点：126～135℃）性能：耐应力开裂性强。应用：管道、密封件、缓冲器、压敏粘合剂等。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute聚苯乙烯（PS）：（熔点：105～150℃）性能：非结晶聚合物，透明度达88%-92%，折光率为1.59~1.60，由于折光率高，所以具有良好的光泽。具有优异的电绝缘性，刚性大等特点。应用：照明指示、电绝缘材料、光学仪器零件、透明模具等。丙烯腈－丁二烯－苯乙烯共聚物（ABS）（改性聚苯乙烯）：以丁二烯为基石的ABS管或管件，丁二烯含量6%；丙烯腈15%；苯乙烯25%性能：在－40℃～100℃范围内仍能保持韧性、强度、刚度、具有良好的抗热变形能力。ABS表面光滑，具有优良的抗沉积性，不使油污固化结垢，堵塞管道。不受电腐蚀和土壤腐蚀，宜作埋地管。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute应用：灌溉、潜水泵、地下电气导管，腐蚀性盐水溶液，原油和食物（含流体腐蚀剂的有机物）以及纯化学品及其它敏感产品的工业管装置。聚氯乙烯聚氯乙烯（PVC）：（熔点：212℃），PVC-U：硬PVC，PVC-P：软PVC，PVC-C：氯化PVC聚氯乙烯（PVC）是由氯乙烯单体聚合而成的一种非结晶型通用热塑性塑料。性能：PVC为无定形聚合物，结晶度在5%以下，难燃，离火即灭。应用：薄膜、硬管、门窗、电线电缆绝缘层、录音材料等。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute♣硬聚氯乙烯管的连接以承插式粘接为最佳，但接头的承插管件与管件的公差配合要求很高，要求不能满足时可采用承插式焊接接头。缺乏管件时则采用接触（摩擦）焊。另外，热塑性塑料还有聚乙烯醇类及丙烯酸类。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute塑料焊接原理将两个塑料部件连接起来，通常有三种加工工艺：机械固定件、粘合剂及焊接工艺。其中焊接形式多样，可根据不同材料、尺寸、用途而使用不同的焊接工艺。热塑性塑料在热塑性状态和压力的作用下就可实现焊接。热塑性聚合物受热后可转变到粘流状态,粘流态下的聚合物大分子通过链段运动,可从一个塑料件的连接部位越过界面层扩散到另一塑料件的连接部位中,从而实现连成一体。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute热塑性塑料在热塑性状态和压力的作用下就可实现焊接。它是机械连接（二个焊件纤维状分子互相非规则的卷绕）。通常仅相同类型的塑料可以焊接。综上所述，热塑性塑料的焊接原理是：——焊接面处于热塑性状态（加热）；——在一固定外压力的作用下实现焊接（焊接压力）；——保持，冷却直至接头凝固结束焊接（冷却）。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute根据德国标准DIN1910第3部分《塑料焊接方法》，塑料焊接方法分为热风焊、加热元件焊、超声波焊、高频焊、摩擦焊、溶剂焊、激光焊接。接头形式：对接接头，T型接头，搭接接头塑料焊接方法哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute表2塑料焊接方法分类哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute几种塑料焊接工艺介绍塑料焊接与金属焊接一样，焊接工艺选择是否合理将直接影响到焊接质量。塑料焊接工艺具有下列要求：（1）焊缝表面平整，不得有波纹形及焊条吹毛现象。（2）焊条排列必须紧密，不得有空隙。（3）焊条必须充分熔融，但不能有分解及烧焦现象。（4）焊条的延伸不能过大，否则容易产生裂纹。以上的焊接要求是通过正确的焊接操作及适当地掌握焊接工艺条件来保证。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute不同焊接材料与焊接方法的适宜关系注：V表示焊接性能良好；O表示有条件的焊接性能哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute►热风焊手工热风焊（WF）所谓热风焊就是将热风作为热源。德国焊接学会规程DVS2207T3对此做了规定，焊接材料根据需要可以是焊条（硬），也可以是带状的（软）。焊接时将焊条往坡口里压，随着热风的加热使焊件坡口侧和焊条都处于热塑性状态，在外加压力的作用下实现焊接。通常软、硬PVC，PE均采用此法焊接，焊接速度在250mm/min左右。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute•手工热风焊设备热风焊接法与氧炔气焊焊接法相似。唯一的区别在于：氧炔焊所用的明火由热气流代替。压缩空气、氮气、氢气、氧气或二氧化碳通过焊枪时由电热盘管加热。所谓热风焊就是将热风作为热源（见下图）哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitutea：焊接气体b：热气c：隔热体d：电加热e：连接导线f：喷气咀g：马达哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute1）手工热风摆动焊（见下图）♣优点：能焊接大型、复杂的部件。♣缺点：焊接速度慢，焊接质量与焊工的技能有直接关系。•手工热风焊工艺哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute2）坡口形式热风焊主要用来焊接板材。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute3）操作要领焊接时焊条施力方向应与母材的焊缝成90°，如果角度大于90°或小于90°都会造成所焊焊缝的不良后果。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute4）根部状态哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute5）手工热风拉焊（WZ）哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute（1）马达（2）焊丝（3）送丝机（4）挤出器（5）熔化室（6）焊接压头（7）加热咀（8）空气加热器机械热风焊•机械热风焊接设备机械热风焊接设备用热风作为热源，也称挤压式焊接设备。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute•机械热风焊工艺其焊接过程与手工热风焊原理是相似的。1）坡口形式哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute2）操作要领U5R型焊机哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute3）焊接参数(U5R型焊机)焊接材料：PE，PP，PVC，PC，DF焊接效率：0.5～2㎏/h焊丝：φ3㎜板厚：6～25㎜起动功率：1000W230V（AC）,转数控制挤压加热器：675W230V（AC）空气加热器：2200W230V（AC）熔化室控制器：温度控制控制器空气温度：温度控制对气体的要求：0.46ar－300l/min挤压加热器，空气加热器对最低温度都有要求。哈尔滨焊接技术培训中心HarbinWeldingTrainingInstitute►加热元件焊接加热板式焊接（HS）热板焊接主要通过一个由温度控制的加热板来焊接塑料件。焊接时，加热板置于两个塑料件之间，当工件紧贴住加热板时，塑料开始熔化。在一段预先设置好的加热时间过去之后，工件表面的塑料将达到一定的熔化程度，此时工件向加热板两边分开，加热板移开，随后两片工件并合在一起，当达到一定的