4.4.2. Кинетика процесса проплавления
Основными технологическими параметрами режима контактной сварки косвенным нагревом являются температура нагревателя Тн, давление при нагреве Рн и сварочное давление Рсв, продолжительность нагрева tн, время выдержки под давлением после сварки tохл.
При сварке на прессах пленка в месте нахлестки может прогреваться с одной стороны или одновременно с двух сторон. Но в любом случае течение материала в зоне контакта пленок будет происходить лишь тогда, когда температура в зоне раздела достигнет значений, превышающих температуру текучести. Такое состояние наступает не сразу, а постепенно – по мере передачи тепла за счет теплопроводности слоев, расположенных между поверхностью нагретого инструмента и свариваемыми поверхностями.
При термоимпульсной сварке собранную на столе пресса пленку сжимают в месте нахлестки под сварочным давлением и одновременно включают нагреватель (рис.4.12, а). По мере нагрева и размягчения поверхности пленки начинается её течение. Этот эффект тем сильнее, чем толще пленка. При сварке толстых пленок, особенно армированных, целесообразно вначале создавать давление Рн, которое обеспечивало бы плотный контакт пленок и их прогрев, и только спустя некоторое время tн (рис.4.12, б) сдавливать нахлестку под давлением сварки Рсв для создания условий течения расплава в месте контакта свариваемых пленок. Охлаждение сварного соединения должно происходить обязательно под давлением до температур Тохл перехода в стеклообразное состояние (для аморфных полимеров) или в кристаллическое (для кристаллических полимеров).
4.5. Сварка прямым нагревом при монтаже трубопроводов
В последнее время в различных напорных и безнапорных трубопроводных системах часто предпочтение отдается прочным, надежным, долговечным и коррозионно-стойким полимерным трубам. Канализационные системы, водостоки, трубопроводы для транспортировки всевозможных агрессивных веществ, водо-, и газопроводы – вот далеко не полный перечень областей применения полимерных труб. Такое широкое использование пластмассовых трубопроводов обусловлено тем, что они в 4-5 раз легче стальных, проявляют высокую стойкость к агрессивным средам и имеют меньшее гидравлическое сопротивление. Затраты труда на монтаж и эксплуатацию трубопроводов из пластмасс в среднем в 2-3 раза меньше, чем стальных трубопроводов.
Рис.4.12. Термомеханические циклы сварки термопластов косвенным нагревом: а - наиболее распространенный способ прессовой сварки пленок; б – цикл с предварительным нагревом под давлением и осадкой; Рн – начальное давление; Рсв – давление сварки; Тт – температура текучести термопласта; Тохл – предельная температура охлаждения под давлением; tн, tсв, tохл – продолжительность нагрева, выдержки и охлаждения соответственно
Наибольшее применение имеют трубы из полиэтилена низкой и высокой плотности, полипропилена и поливинилхлорида диаметром до 630 мм и более.
Основной тип соединения таких труб при строительстве трубопроводов – сварка встык.
При монтаже полимерных трубопроводов в зависимости от назначения и условий производства могут применяться различные методы сварки:
• сварка встык с помощью нагретого инструмента;
• сварка полиэтиленовых, полимерных, полипропиленовых труб и др. материалов в раструб;
• сварка муфтами с закладным нагревательным элементом.