Способ стыковой сварки деталей из термопластичных материалов

(21) (22) (46) 71) ки деталеи сборкой дет торцах выпо ших толщин на их стыкуе-образную рой выбирают пределяют из ередмыхразделв предее яю ку, угол 0 лах О - 3 отношения кото с ог лек 72) асс, й.Г.М 3) где 6) 870 идетельство СС 9 С 27/02, 198 етельство СССР 9 С 27/02, 197 Авторское с164, кл, Вторское свид885, кл. В АвФ 5011,54) 1,5ЛЕЙ И 7) СПОСОБ С 3 ТЕРМОПЛАС ающий сборк акреплением включ алеи ест по всему перим з м на рев мат ороны с я тем стыка и й по обю щ и ка, о е й то, сной сварличацелью об ачеств печени а СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 773055/23-056,07.843.02.86. Бюл . У 7рдена Ленина и ордена Трудрасного Знамени институтосварки им,Е.О.Патона.П.Тарногродский, В.В.Матюнжерес и Ю.А.Болдуй78.029.43 (088.8) ЫКОВОЙ СВАРКИ ДЕТАИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ - термический козффициентрасширения материала деталей, 1/ С;- длина жестко закрепленногоучастка, который подвергается нагреву, мм;- температура зоны, котораяоподвергается нагреву, С; " - толщина свариваемых деталей, мм,м, жесткое закрепление с детанимают после перехода материазоне шва в твердое состояние.Изобретение относится к сварке пластмасс, а именно к способам сварки встык деталей из термопластичных 1212855цов деталей и возцккцовсццем усилийв цапранпеции, перпецдикулярцом плос - кости стыка, что обеспечивает качестматериалов,Целью изобретения является сбеспечение качественной сварки деталей больших толщин за счет равномерного прогрева деталей по всему сечению стыка,На фиг.1 изображена схема сборки деталей под сварку; на фиг.2установка деталей в металлическийкожух с нагревательным элементомна фиг.З - то же, после сварки.Способ стыконой сварки деталей заключается в следующем,Перед сборкой деталей 1 и 2 наих етыкуемых торцах выполняютЧ-образную разделку угол которой определяется из соотношения 20 2 Е,т1 .где Жг - термический коэффициент расширения материала деталей,1/ С;- длина жестко закрепленногоучастка, которая подвергается нагреву, мм;толщина свариваемых дета 30лей, мм;температура зоны., котораясподвергается нагре:зу, С.Угол разделки ы выбирают в пределах 10 - 30 а.юЗГДалее детали 1 и 2 из термог.ласта собирают фиг.2). жестко закрепляя их по всему периметру стыка. Для этого на зону нагрева деталей накладывают антиадгезионное покрытие 3. например лакоткань ца основе фторо 40 пласта 4 Д. Зону нагрева снариваемых деталей ограничивают металлическим кожухом 4. К наружной части кожуха 4, которая защищена электроизоляциоцной эмалью, крепится нагревательный элемент 5 На нагрезатепьны:л элемент оденаются электротермо.лзоляционные накладки 6. Сдновремеццо накладки б используют в качестве прижимного элемента. Далее осуществляется нагрев материала сваринаемых де 1 талей по всему периметру стыка с обеих сторон с доведением небольших его участков до расплавления. Нагрев осуществляется при жестком закреплении деталей по всему периметру. Б результате подобного закрепления нагрев сопровождается оплавлением торценную сварку стыка с полным проваром по всей площади сечения.В процессе нагрева вытесненный за счет объемцого и линейного температурного расширения расплавленный материал расплавляет торцы свариваемых дегалей. В результате происходит заполнение расплавом объема Ч -образной разделки, Вследствие этого создаются благоприятные условия длявзаимопроникновения макромолекул и элементарных объемов полимера через границу раздела поверхностных слоев ца торцах кромок.Нагрев заканчивается тогда, когда расплав заполняет весь объем -образной разделки. Как только расплавленный материал, который заполнил 11-образную разделку, переходит н твердое состояние, давление, с которым злектротермоизоляционные накладки б прижимались к поверхностям деталей 1 и 2, сбрасывается. Б результате этого свариваемые детали свободно термоусаживаются в направлении стыка 7. Зто позволяет избежать растягивающих объемных цапряжений н зоне сварного шва и н околошовцой зоне, а также дефектов, связанных с усадкой.Предлагаемым способом деталимогут свариваться при отрицательных температурах окружающей среды, а также под водой и в космосе при соответствующей герметизации и теплоизоляции.П р к м е р. Пять пар брусков сечением 15 х 15 х 100 мм цз полиэтилена высокой плотностиПЗНД ) снаризают между собой встык. Сваринаемые торцы брусков собираются под сварку с различным угломразделки кромок. Результаты приведены в таблице. Сборку к сьарку производят в следующей последовательности, Торцы сваринаемых брусков с 7 -образной разделкой кромок собирают так, что они касаются друг друга только в одной точке, т,е. собраны без зазора. Затем ца зону термического воздействия ца поверхностях свариваемых брусков намазывают анткадгезкоццую прокладку (лакоткаць ца основе фторопласта 4;1). На лакоткацьпо всему периметру одевают кожух из Ст.3 с толщиной стенки 3 - 0,2 мм, длиной= 60 мм. На наружную поверхность кожуха наматывают лакоткань на основе. фторопласта 4 Д. Затем крепят нагревательный элемент шириной 20 мм, выполненный из нихромовой проволоки 1 0,8 мм и длиной 700 мм. Нагревательный элемент располагают таким образом, что стык находится посредине него; На наруж ную поверхность нагревательного элемента прикрепляют электротермоизо ляционные накладки, выполненные из асбеста, которые плотно прижимают нагревательный элемент со стальным кожухом к поверхностям свариваемых деталей по всему периметру. Такое прижатие обеспечивает непроскальзывание свариваемых брусков из-под бан дажа при тепловом расширении в направлении, противоположном свариваемым торцам.После окончания сборки на нагревательный элемент подают электропитание 0 = 36 В с силой тока 328 А. Нагревательный элемент начинает греться, передавая тепло стальному кожуху и оплавляя и нагревая зону стыка и возле него. Температура на его поверхности в зонеошва 220 С. В результате термического воздействия свариваемые торцы брусков начинают перемещаться навстречу друг другу, т.е. в направлении, перпендикулярном к стыку, В это же ;время выдавленный расплавленный материал, сплавляя свариваемые торцы, заполняет собой 1 -образную разделку. Через 10 мин расплав заполняет всю разделку. Нагревательный элемент отключают. Как только расплавленный материал, который заполнил Ч-образную разделку, переходит в твердое состояние, давление, с ко 1212835 торым электротермоизоляционные накладки прижимались к поверхностямдеталей, сбрасывается. В результате этого сваренные бруски свободно термоусаживаются в направлениистыка. В течение 15 мин сварнойфшов остьгвает, после чего производятразборку сварочного устройства вобратной последовательности. Сварен 10 ные образцы были испытаны на разрывной машине 2 Э 10/90. Оптимальной разделкой кромок свариваемых0торцов является угол 20 . При такомугле расплав заполняет всю " -образную разделку, а прочность сварногошва 1007. Пример расчета: 2 ос Рть ------- 0 359в )Тираж 640ственного коми Подпис ное та СССР рыи " ая на и оз ауяс обретени а, Ж,д.4,пиал ППП тент 26ИПИ Госудпо делам 3035, Мос Ужгород ул. Проектная, 4 .