Контактно-тепловая сварка пластмасс
Оценка свариваемости стали. Технология контактно-тепловой сварки пластмасс. Сварка пластмасс с помощью растворителей. Склеивание металлов.
Оценка свариваемости стали.
Вариант №9.
Цель работы: Научиться оценивать свариваемость сталей.
Под свариваемостью металла понимается свойство металла или сочетания металлов образовывать установленной технологии сварки соединения, отвечающие требованиям, обусловленным конструкцией и эксплуатации изделия.
Важное требование при сварке стали – обеспечение равнопрочности сварного соединения с основным металлом и отсутствие дефектов в сварном шве.
Эквивалент углерода металла 
низкоуглеродистых низколегированных сталей:
= С + 
+ 
+ 
+ 15 · B,
где С, Mn, Cr, Mo, V, Ti, Ni, Cu, В – содержание, % от массы, составе металла трубной стали.
Величина эквивалента углерода углеродистых марок стали:
= С + ,
Cu, Ni, Cr содержащиеся в трубных сталях как примеси, при подсчете не учитываются.
Если < 0,46 для толщины металла до 8 мм, то подогрев не требуется; если толщина металла больше 8 мм, то необходимо подсчитать эквивалент углерода с учетом толщины по формуле:
= 
+ 
,
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Лабораторная работа № 2 |
- химический эквивалент углерода;
– размерный эквивалент углерода.
Химический эквивалент углерода определяется по формуле:
360 · = 360 · С + 40 · Mn + 40 · Cr + 20 · Ni + 28 · Mo
Размерный эквивалент углерода определяется по формуле:
= 0,005 · S · ,
где S – толщина стали, мм
Определив полный эквивалент углерода, можно найти необходимую температуру предварительного подогрева из выражения:
T = 350 · 
Для расчета склонности стали к образованию горячих трещин используется показатель Итамуры, который определяется по формуле:
НСS = 
< 4
Если полученное значение < 4, то сталь не склонна к образованию горячих трещин.
Рассмотрим сталь на примере Варианта № 9 20Х с толщиной заготовки 4 мм,
1). Вычислим эквивалент углерода
= 0,2 + 
= 0,28;
2) Воспользуемся показателем Итамуры, для расчета склонности стали к образованию горячих трещин:
HCS = 
= 1,24
Вывод: Так как < 0,46 и толщина металла 4 мм, то подогрев для стали 20Х не требуется, а также HCS = 1,24 < 4, то сталь не склонна к образованию горячих трещин.
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Лабораторная работа № 2 |
Цель работы: Изучение технологии контактно-тепловой сварки пластмассовых труб. Исследование влияния режимов сварки на качество соединений.
Пластмассы являются перспективными конструкционными материалами. Их используют как заменители металлов и других материалов, а также как самостоятельный конструкционный материал, обладающий многими положительными свойствами.
Пластические массы – разнообразные материалы, полученные на основе синтетических или естественных полимеров. В полимеры вводят различные добавки: стабилизаторы, пластификаторы, наполнители, красители.
Стабилизаторы служат для повышения стойкости полимеров при воздействии света, повышенных температур и других факторов.
Пластификаторы – для повышения технологических и эксплуатационных свойств.
Наполнители – для увеличения прочности, улучшения диэлектрических и эксплуатационных свойств.
Свойства пластмасс определяются их основой – полимером.
Пластмассы с линейной структурой макромолекул характеризуется высокой прочностью, значительной упругостью и способностью к высокопластичным деформациями.
У полимеров с разветвленной структурой прочность и термостойкость уменьшаются.
С пространственной структурой – полная нерастворимость, отсутствие эластичности и пластичности при повышенной температуре, высокая твердость и хрупкость.
Термопласты получают на основе полимеров, молекулы которых связаны слабыми межмолекулярными силами.
Реактопласты получают на основе полимеров, молекулы которых наряду с межмолекулярными силами могут связываться химически.
Способы сварки пластмасс:
1. Непосредственное использование разных источников теплоты (сварка газовым теплоносителем);
2. Преобразование различных источников энергии в теплоту (сварка токами высокой частоты).
Процесс соединения происходит при температуре выше температуры размягчения, но ниже температуры разложения при вязко-текучем состоянии полимера под давлением.
Контактно-тепловая сварка пластмасс
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Лабораторная работа № 2 |
При сварке оплавлением нагреватель плотно прилегает к поверхностям, подлежащим сварке, и оплавляет их. Затем инструмент удаляют из зоны сварки, детали соединяют, прикладывают давление и выдерживают некоторое время до остывания сварного шва.
Основные параметры контактной сварки оплавлением:
- температура сварки;
- время нагрева (оплавления);
- величина давления при нагреве и осадке;
- время осадки и выдержки под давлением;
- величина и скорость осадки;
- глубина проплавления.
Температуру нагревательного элемента обычно устанавливают на 100 – 120 °С выше температуры плавления термопласта. Прочность по сечении. Шва имеет максимальное значение в середине стыка. Для интенсификации разрушения поверхностных пленок и перемешивания расплава в начальной
| Изм. |
| Лист |
| № докум. |
| Подпись |
| Дата |
| Лист |
| Лабораторная работа № 2 |
Сварку оплавлением применяют для соединения листов, труб, пластин и блоков с подготовкой кромок механической резкой. Разновидность контактной сварки оплавлением является метод сварки закладными деталями.
При контактной сварке проплавлением нагревательный элемент контактирует с внешними поверхностями деталей и теплота передается к свариваемым поверхностям за счет теплопроводности сквозь толщу.
В зависимости от свойств свариваемого материала, толщины прокладок, температуры инструмента продолжительность сварки составляет 3-5 с.
Контактно-тепловой сваркой проплавлением соединяют листы и пленки толщиной до 2-3 мм в нахлестку. Изменяя величину нахлестки можно изменять прочность сварного шва в широких пределах.
Различают свалку в длительном (статическом) режиме, (время сварки может быть продолжительным) и термоимпульсную (быстрый нагрев импульсном тока).