Реферат на тему Сварка полимеров. Особенности формирования и прочность соединений, выполненных различными способами

Содержание:

Введение 3
1. Общие сведения о сварке полимеров 4
2. Оборудование для сварки полимерных материалов 9
3. Прочность сварных соединений полимеров, выполненных различными способами 10
Заключение 16
Список литературы 17

Введение:

Пластмассы являются полимерными материалами преимущественно синтетического происхождения, которые обладают высокими пластичными свойствами на изначальной стадии производства, а застывая, обретают механическую прочность и жесткость. Полимеры различного типа используются практически во всех сферах производства, науки и жизнедеятельности человека. Для создания сложных конструктивных элементов, а также для ремонта деталей из полимеров применяется сварка пластмасс [1].
Сварка полимерных труб и фитингов является последней операцией в цикле переработки многих трубных марок полимеров, в особенности полиолефинов. Многие международные и авторитетные национальные нормы утверждают, что квалификация сварщиков наиболее важна для обеспечения качества сварки. Вместе с тем глобальный характер носит проблема недостаточной квалификации сварщиков. Представления о возможности привлечения неквалифицированных кадров в процесс сварки полимерных труб не имеют оснований. Более того требования к квалификации сварщиков растут, поскольку совершенствуется сварочное оборудование, расширяется ассортимент марок полиэтиленов [2].
Целью работы является рассмотрение сварки полимеров, особенностей формирования и прочность соединений, выполненных различными способами.

Заключение:

В настоящее время сварка полимерных материалов является наиболее распространенным способом получения сверхпрочных соединений. Сварка полимеров – процесс образования неразрывного соединения, в основе которого лежит химическое взаимодействие (химическая сварка) или взаимная диффузия (диффузионная сварка) макромолекул полимерных материалов. В результате взаимодействия исчезает граница раздела между свариваемыми материалами и образуется структурный переход от поверхности одного полимера к поверхности другого. Сварка полимерной пленки незаменима при производстве упаковки в каждой отрасли, особенно в пищевой. Активно сварка применяется в строительстве, промышленном производстве и т.д. Важными характеристиками полимерных материалов являются высокая теплоемкость и низкая теплопроводность. По этой причине сварка полимеров возможно только в температурном интервале, при котором материал находится в вязкотекучем состоянии. Качество соединений, полученных в процессе сварки полимерной пленки, напрямую зависит от условий реализации процесса, совместимости полимерных материалов и строения полимерной фазы. Из множества методов сварки полимерных материалов широкое распространение получили следующие: сварка нагретым газом, контактнотепловая, ультразвуковая, высокочастотная и термоимпульсная.
Для скоростной сварки полимерной пленки разработаны ручные, полуавтоматические и автоматические сварочные аппараты. В последних двух агрегатах возможно регулирование скорости, а также температуры нагрева. Сварочный аппарат TH-501 способен создавать швы как на горизонтальных или наклонных, так и на вертикальных поверхностях. Свариваемый материал заводится с двух сторон аппарата сверху и снизу клина, после опускания рукояти мембрана зажимается прижимными роликами и клин переводится в рабочее состояние. Плавная регулировка скорости сварки позволяет получить качественное соединение при сварке Т-образных швов.

Фрагмент текста работы:

1. Общие сведения о сварке полимеров

Суть сварки полимеров
Среди всех видов соединений деталей сварка является одним из самых экономичных и надежных методов. Для изделий из пластмасс это утверждение тоже применимо в полной мере. Сварка, как правило, дает изделия хорошего качества, прочные, долговечные. При этом сам процесс может проходить как в промышленных условиях, так и в условиях кустарного производства или частного домохозяйства.
Существует несколько различных типов сварки пластиков, однако все их объединяет общая суть. Тем или иным путем полимер разогревается, его макромолекулы приходят в движение и осуществляется диффузия полимерных компонентов друг в друга с последующим получением общего монолитного изделия.
Не все пластмассы, как и не все другие материалы, подходят для процесса сварки. Главным образом, она подходит для термопластов – полимеров, которые могут перерабатываться многократно путем нагрева, придания формы и охлаждения. Термопластичные материалы, в отличие от термореактивных пластмасс, имеют более подходящие для рассматриваемого процесса свойства. При повышенных температурах термопласты приходят в пластичное состояние и становятся пригодными для рассматриваемой технологии [3].
Сварка полимеров имеет ряд неоспоримых преимуществ перед прочими методами соединений деталей, например соединения крепежом, клеевые, и т.д. С ее помощью можно получить ровный, без дефектов сварной с ровным распределением внутренних напряжений.
Виды сварки пластмасс
В современной индустрии используются следующие разновидности сварки полимерных материалов:
— сварка нагретым газом, в том числе присадочным материалом (обычно прутком);
— контактная сварка;
— экструзионная сварка;
— излучением (световым, инфракрасным или лазерным);
— ультразвуковая;
— сварка трением;
— ТВЧ (токи высокой частоты).
Вкратце рассмотрим каждый вид технологии по отдельности.
Сварка нагретым инструментом
Этот тип, который называется еще контактной, или термоконтактной сваркой, она является самым простым из всех видов соединений полимерных деталей. Подача тепла на соединяемые поверхности достигается за счет их контакта с нагретым инструментом. Контактный процесс очень часто применяют в трубопроводной технике, изготовлении сосудов и емкостей, прочих изделий и конструкций из пластика.
Чаще всего используют способ прямого нагрева, при котором проводят следующие этапы сварки:
— зачистка и нагрев свариваемых поверхностей прижатым к ним нагреваемым инструментом;
— удаление инструмента и сжатие поверхностей, выдержка в течение определенного технологией времени в сжатом состоянии.
Бытует мнение, что временной интервал от удаления инструмента до сжатия поверхностей между собой должен быть минимальным. Ибо иначе, прочность сварного соединения снижается ввиду быстрого охлаждения из-за контакта поверхностей со средой. Однако, на самом деле, процесс сварки пластиков гораздо сложнее и технологически правильно выдержать определенную паузу перед соединением деталей. За это время свариваемые области, неравномерно разогретые инструментом, приходят в состояние большей подготовленности к процессу диффузии. Технологическая пауза обычно составляет порядка нескольких секунд.