Пластиковая сварка - Plastic welding

Пластиковая сварка сварка полуфабрикатов пластик материалы, и описано в ISO 472^[1] как процесс соединения размягченных поверхностей материалов, как правило, с помощью тепла (кроме сварки растворителем). Сварка термопластов выполняется в три последовательных этапа: подготовка поверхности, приложение тепла и давления и охлаждение. Были разработаны многочисленные методы сварки для соединения полуфабрикатов из пластмассы. Основываясь на механизме тепловыделения на стыке сварки, методы сварки для термопласты можно разделить на методы внешнего и внутреннего обогрева,^[2] как показано на рис.1.

Рис. 1. Классификация способов сварки полуфабрикатов полимерных материалов.^[2]^[3]

Производство сварного шва хорошего качества зависит не только от методов сварки, но и свариваемость базовых материалов. Следовательно, оценка свариваемости имеет большее значение, чем сварка (см. Реологическая свариваемость ) для пластиков.

Техника сварки

Для сварки полуфабрикатов из пластмассы используется ряд методов, указанных ниже:

Сварка горячим газом

Сварка горячим газом, также известная как сварка горячим воздухом, это техника сварки пластмасс с использованием тепла. Специально разработанная тепловая пушка, называемая сварщик горячим воздухом, создает струю горячего воздуха, размягчающую как соединяемые детали, так и пластиковый стержень-наполнитель, которые должны быть из одного или очень похожего пластика. (Сварка ПВХ к акрил является исключением из этого правила.)

Сварка горячим воздухом / газом - распространенная технология изготовления небольших изделий, таких как химические резервуары, резервуары для воды, теплообменники, и сантехника.

В случае сети и фильмы наполнитель использовать нельзя. Два листа пластика нагреваются горячим газом (или нагревательный элемент ), а затем скатились. Это быстрый процесс сварки, который можно выполнять непрерывно.

Сварочный стержень

Пластиковый сварочный стержень, также известный как термопластический сварочный стержень, представляет собой стержень с круглым или треугольным поперечным сечением, используемый для скрепления двух частей пластика. Они доступны в широком диапазоне цветов, чтобы соответствовать цвету основного материала. Пластиковый сварочный стержень намотанный на катушку известен как «шлиц».

Важным аспектом проектирования и производства пластиковых сварочных стержней является пористость материала. Высокая пористость приведет к образованию пузырьков воздуха (известных как пустоты) в стержнях, что снижает качество сварки. Поэтому наивысшим качеством пластмассовых сварочных стержней являются стержни с нулевой пористостью, которые называются бесполезен.

Термосваривание

Термосварка это процесс соединения одного термопласта с другим аналогичным термопластом с использованием тепла и давления. При прямом контактном методе термосварки используется постоянно нагретая матрица или уплотнительная планка для приложения тепла к определенной контактной области или пути для уплотнения или сварки термопластов вместе. Термосварка используется во многих областях, включая термосвариваемые соединители, термически активируемые клеи и герметизацию пленкой или фольгой. Общие области применения процесса термосваривания: соединители с термосваркой используются для соединения ЖК-дисплеев с Печатные платы во многих бытовых приборах, а также в медицинских и телекоммуникационных устройствах. Термоуплотнение продуктов с помощью термоклеев используется для удержания прозрачных экранов дисплея на потребительских электронных продуктах и для других герметичных термопластичных сборок или устройств, где термоэлемент или ультразвуковая сварка не подходят из-за требований к конструкции детали или других соображений сборки. Термосварка также используется при производстве пленок для анализа крови и фильтрующих материалов для крови, вирусов и многих других устройств с тест-полосками, используемых сегодня в медицинской сфере. Ламинатная фольга и пленки часто герметизируются поверх термопластичных медицинских лотков, микротитровальных пластин, бутылок и контейнеров для герметизации и / или предотвращения загрязнения медицинских испытательных устройств, лотков для сбора проб и контейнеров, используемых для пищевых продуктов.^[4] Медицинская и пищевая промышленность Производство пакетов или гибких контейнеров используют термосварку для сварки по периметру пластикового материала пакетов и / или для запечатывания отверстий и трубок в пакеты. Разнообразие тепловые герметики доступны для соединения термопластичных материалов, таких как пластиковые пленки: Герметик для горячего прутка, импульсный герметик и т. Д.

Сварка от руки

При ручной сварке струя горячего воздуха (или инертного газа) от сварщика одновременно воздействует на зону сварки и кончик сварочного стержня. По мере того как стержень размягчается, он вдавливается в соединение и соединяется с деталями. Этот процесс медленнее, чем большинство других, но его можно использовать практически в любой ситуации.

Сварка наконечником скорости

При скоростной сварке аппарат для сварки пластмасс, похожий на паяльник по внешнему виду и мощности, оснащен трубкой для подачи пластикового сварочного стержня. Наконечник Speed нагревает стержень и основу, в то же время прижимая расплавленный сварочный стержень в нужное положение. В стык закладывают валик из размягченного пластика, а детали и сварочный стержень плавятся. С некоторыми виды пластика например, полипропилен, расплавленный сварочный стержень должен быть «смешан» с полурасплавленным основным материалом, который изготавливается или ремонтируется. Эти методы сварки со временем совершенствовались и уже более 50 лет используются профессиональными производителями и ремонтниками пластмасс по всему миру. Метод сварки с быстрым наконечником - это гораздо более быстрая технология сварки, и со временем его можно будет использовать в узких углах. Вариант «пистолета» со скоростным наконечником - это, по сути, паяльник с широким плоским наконечником, который можно использовать для расплавления сварного шва и наполнитель для создания связи.

Экструзионная сварка

Экструзионная сварка позволяет выполнять сварные швы большего размера за один проход. Это предпочтительный метод соединения материалов толщиной более 6 мм. Сварочный пруток втягивается в миниатюрный ручной экструдер для пластика, пластифицируется и выталкивается из экструдера, соприкасаясь с соединяемыми деталями, которые размягчаются струей горячего воздуха, чтобы обеспечить склеивание.

Контактная сварка

Это то же самое, что и точечная сварка за исключением того, что тепло подается теплопроводность наконечников пинчера вместо электропроводности. Две пластмассовые детали соединяются вместе, где нагретые наконечники зажимают их, плавясь и соединяя детали в процессе.

Сварка горячей пластиной

Связанный с контактной сваркой, этот метод используется для сварки больших деталей или деталей со сложной геометрией сварного шва. Две свариваемые детали помещают в инструмент, прикрепленный к двум противоположным плитам пресса. Горячая пластина, форма которой соответствует геометрии сварного шва свариваемых деталей, перемещается в положение между двумя частями. Две противоположные плиты перемещают детали в контакт с горячей плитой до тех пор, пока тепло не размягчит поверхности раздела до точки плавления пластмассы. Когда это условие достигается, горячая пластина удаляется, а детали прижимаются друг к другу и удерживаются до тех пор, пока сварное соединение не остынет и не затвердеет, чтобы создать прочное соединение.

Оборудование для сварки горячей плиты обычно управляется пневматически, гидравлически или электрически с помощью серводвигателей.

Этот процесс используется для сварки компонентов под капотом автомобиля, компонентов внутренней отделки автомобиля, медицинских фильтрующих устройств, компонентов бытовой техники и других компонентов салона автомобиля.

Бесконтактная / ИК сварка

Подобно сварке горячей пластиной, в бесконтактной сварке для плавления границы раздела сварного шва используется инфракрасный источник тепла, а не горячая пластина. Этот метод позволяет избежать прилипания материала к горячей пластине, но является более дорогостоящим и трудным для достижения однородных сварных швов, особенно на геометрически сложных деталях.

Сварка высокой частотой

Высокочастотная сварка, также известная как диэлектрическая сварка или радиочастотная (RF) термосварка, очень удобна. зрелая технология это существует с 1940-х годов. Высокочастотные электромагнитные волны в диапазоне радиочастот могут нагревать определенные полимеры до размягчения пластика для соединения. Нагретые пластмассы свариваются под давлением. Тепло генерируется внутри полимера за счет быстрой переориентации некоторых химических диполей полимера, что означает, что нагрев может быть локализованным, а процесс может быть непрерывным.

Только определенные полимеры, содержащие диполи, могут нагреваться радиочастотными волнами, в частности полимеры с высокой мощностью потерь. Среди этих, ПВХ, полиамиды (PA) и ацетаты обычно свариваются по этой технологии. На практике два куска материала помещаются на настольный пресс, который оказывает давление на обе поверхности. Плашки используются для управления процессом сварки. Когда пресс собирается вместе, высокочастотные волны (обычно 27.120 МГц ) проходят через небольшой участок между матрицей и столом, где происходит сварка. Эта высокая частота (радиочастота) нагревает пластик, который сваривается под давлением, принимая форму матрицы.

ВЧ-сварка является быстрой и относительно простой в выполнении, вызывает ограниченную деградацию полимера, даже при сварке толстых слоев, не образует дыма, требует умеренного количества энергии и может создавать водо-, воздухо- и бактериозащитные швы. Параметры сварки - это мощность сварки, время (нагрев и охлаждение) и давление, а температура, как правило, напрямую не контролируется. Вспомогательные материалы также могут использоваться для решения некоторых сварочных задач. Этот тип сварки используется для соединения полимерных пленок, используемых в различных отраслях промышленности, где требуется прочное герметичное уплотнение. В тканевой промышленности RF чаще всего используется для сварки ПВХ и полиуретан Ткани с (ПУ) покрытием. Другие материалы, обычно свариваемые с использованием этой технологии, - нейлон, ПЭТ, ПЭВА, ЭВА и некоторые АБС-пластмассы. Соблюдайте осторожность при сварке уретана, так как известно, что при плавлении он выделяет газы цианида.

Индукционная сварка

Когда электрический изолятор, например пластик, заделан материалом, обладающим высокой электропроводностью, например металлами или углеродными волокнами, может выполняться индукционная сварка. Сварочный аппарат содержит индукционную катушку, на которую подается высокочастотный электрический ток. Это создает электромагнитное поле, которое действует либо на электропроводящую, либо на ферромагнитную заготовку. В электропроводной детали основным эффектом нагрева является резистивный нагрев, который возникает из-за индуцированных токов, называемых вихревые токи. Индукционная сварка термопластов, армированных углеродным волокном, - это технология, обычно используемая, например, в аэрокосмической промышленности.^[5]

В ферромагнитной заготовке пластмассы могут быть индукционная сварка путем составления их металлических или ферромагнитных соединений, называемых подозревающие. Эти приемники поглощают электромагнитную энергию от индукционной катушки, нагреваются и отдают свою тепловую энергию окружающему материалу за счет теплопроводности.

Сварка под давлением

Инжекционная сварка аналогична / идентична экструзионной сварке, за исключением того, что с помощью определенных наконечников на ручном сварочном аппарате можно вставить наконечник в пластиковые дефектные отверстия различных размеров и залатать их изнутри. Преимущество состоит в том, что не требуется доступа к задней части дефектного отверстия. Альтернативой является заплатка, за исключением того, что ее нельзя шлифовать заподлицо с исходным окружающим пластиком до такой же толщины. Для этого процесса лучше всего подходят полиэтилен и полипропилен. Пример такого инструмента - Drader injectiweld.

Ультразвуковая сварка

При ультразвуковой сварке высокочастотная (от 15 кГц до 40 кГц) вибрация низкой амплитуды используется для создания тепла за счет трения между соединяемыми материалами. Интерфейс двух частей специально разработан для концентрации энергии для максимальной прочности сварного шва. Ультразвук можно использовать практически для всех пластиковых материалов. Это самая быстрая технология термосваривания.

Сварка трением

При сварке трением две собираемые части трутся друг о друга с более низкой частотой (обычно 100–300 Гц) и большей амплитудой (обычно от 1 до 2 мм (0,039–0,079 дюйма)), чем при ультразвуковой сварке. Трение, вызванное движением, в сочетании с давлением зажима между двумя частями создает тепло, которое начинает плавить области контакта между двумя частями. В этот момент пластифицированные материалы начинают образовывать слои, которые переплетаются друг с другом, что приводит к прочному сварному шву. По завершении вибрационного движения детали остаются скрепленными, пока сварное соединение не остынет, а расплавленный пластик снова не затвердеет. Движение трения может быть линейным или орбитальным, и совместная конструкция двух частей должна допускать это движение.

Спиновая сварка

Спиновая сварка - это особый вид сварки трением. В этом процессе один компонент с круглым сварным швом остается неподвижным, в то время как сопрягаемый компонент вращается с высокой скоростью и прижимается к неподвижному компоненту. Вращательное трение между двумя компонентами выделяет тепло. Когда соединяемые поверхности достигают полурасплавленного состояния, прядение резко останавливается. Сила, действующая на два компонента, сохраняется до тех пор, пока сварное соединение не остынет и не затвердеет. Это распространенный способ производства пластмассовых колес для легких и средних нагрузок, например, для игрушек, тележек для покупок, мусорных баков и т. Д. Этот процесс также используется для приваривания различных отверстий портов в компонентах под капотом автомобилей.

Лазерная сварка

Этот метод требует, чтобы одна часть пропускала лазерный луч, а другая часть - поглощала, или покрытие на границе раздела - поглощало луч. Две части подвергаются давлению, пока лазерный луч движется вдоль линии соединения. Луч проходит через первую часть и поглощается другой частью или покрытием, выделяя достаточно тепла, чтобы смягчить поверхность раздела, создавая прочный сварной шов.

Полупроводниковые диодные лазеры обычно используются при сварке пластмасс. Длины волн в диапазоне от 808 нм до 980 нм могут использоваться для соединения различных комбинаций пластиковых материалов. Уровни мощности от менее 1 Вт до 100 Вт необходимы в зависимости от материалов, толщины и желаемой скорости процесса.^{[нужна цитата ]}

Диодные лазерные системы имеют следующие преимущества при соединении пластиковых материалов.^{[нужна цитата ]}:

Чище, чем клеевое соединение
Нет засорения микронасадок
Отсутствие жидкости или паров, влияющих на качество поверхности
Без расходных материалов
Более высокая пропускная способность
Доступ к деталям сложной геометрии
Высокий уровень контроля процесса

Требования к высокопрочным соединениям включают адекватную передачу через верхний слой, поглощение нижним слоем, совместимость материалов (смачивание), хорошую конструкцию соединения (давление зажима, площадь соединения) и более низкую удельную мощность.^{[нужна цитата ]}

Некоторые материалы, которые можно соединить, включают полипропилен, поликарбонат, акрил, нейлон, и АБС.^{[нужна цитата ]}

Конкретные области применения включают герметизацию, сварку или соединение: мешков для катетеров, медицинских контейнеров, ключей дистанционного управления автомобилем, кожухов кардиостимуляторов, соединений с функцией контроля вскрытия шприцев, узлов фар или задних фонарей, корпусов насосов и деталей сотовых телефонов.^{[нужна цитата ]}

Прозрачная лазерная сварка пластика

Новый волоконный лазер Технология позволяет получать более длинные волны лазера, с лучшими результатами обычно около 2000 нм, что значительно больше, чем у диодного лазера от 808 до 1064 нм, используемого для традиционной лазерной сварки пластмасс.^{[нужна цитата ]} Поскольку эти более длинные волны лучше поглощаются термопластами, чем инфракрасное излучение при традиционной сварке пластмасс, можно сваривать два прозрачных полимера без каких-либо красителей или поглощающих добавок. Обычные приложения для таких устройств, как катетеры и микрофлюидные устройства, в основном будут приходиться на медицинскую промышленность. Интенсивное использование прозрачных пластиков, особенно гибких полимеров, таких как TPU, TPE и PVC, в производстве медицинских устройств делает прозрачную лазерную сварку естественной. Кроме того, для этого процесса не требуются добавки или красители, поглощающие лазер, что значительно упрощает тестирование и соблюдение требований биосовместимости.

Сварка растворителем

При сварке растворителем применяется растворитель, который может временно растворять полимер при комнатной температуре. Когда это происходит, полимерные цепи могут свободно перемещаться в жидкости и могут смешиваться с другими аналогично растворенными цепями в другом компоненте. По прошествии достаточного времени растворитель проникнет через полимер в окружающую среду, так что цепи потеряют подвижность. В результате остается сплошная масса перепутанных полимерных цепей, образующая сварной шов растворителем.

Этот метод обычно используется для соединения труб из ПВХ и АБС, как в бытовой сантехнике. «Склейка» моделей из пластика (поликарбоната, полистирола или АБС) также является процессом сварки растворителем.

Дихлорметан (хлористый метилен) может сваривать поликарбонат и полиметилметакрилат растворителем. Это основной ингредиент некоторых цементов на основе растворителей.^[6] АБС-пластик обычно сваривается с Ацетон растворители на основе, которые часто продаются в виде разбавителей для краски или в небольших емкостях в виде жидкости для снятия лака.^{[нужна цитата ]}

Сварка растворителем - распространенный метод производства пластмасс, используемый производителями дисплеев в магазинах, держателей для брошюр, футляров для презентаций и пылезащитных чехлов. Еще одно популярное применение растворителей в сегменте хобби - Построение модели из литьевых комплектов для масштабные модели самолетов, кораблей и автомобилей, которые преимущественно используют Полистирол пластик.

Испытание пластиковых швов

Для проверки сварных швов из пластика существует несколько требований как к инспектору, так и к методу испытаний. Кроме того, существует два различных типа проверки качества сварных швов. Эти два типа - это разрушающий и неразрушающий контроль. Разрушающий контроль служит для оценки и количественной оценки сварного соединения, тогда как неразрушающий контроль служит для выявления аномалий, разрывов, трещин и / или щелей. Как следует из названий этих двух испытаний, при разрушающем испытании разрушается проверяемая деталь, в то время как при неразрушающем контроле испытательный образец можно использовать впоследствии. Для каждого из этих типов доступно несколько методов. В этом разделе излагаются некоторые требования к испытаниям сварных швов пластмасс, а также различные типы разрушающих и неразрушающих методов, которые применимы к сварке пластмасс, а также рассматриваются некоторые преимущества и недостатки.

Требования к тестированию

Некоторые стандарты, такие как Американское общество сварки (AWS), требуют, чтобы лица, проводящие проверку или испытания, имели определенный уровень квалификации. Например, AWS G1.6 - это Спецификация для аттестации инспекторов по сварке пластмасс для сварки горячим газом, экструзией горячим газом и стыковой термопластической сварки с подогревом инструмента. Этот конкретный стандарт диктует, что для проверки пластиковых сварных швов инспектору необходим один из трех различных уровней квалификации. Этими уровнями являются младший инспектор по сварке пластмасс (APWI), инспектор по сварке пластмасс (PWI) и старший инспектор по сварке пластмасс (SPWI). У каждого из этих уровней разные обязанности. Например, APWI должен иметь прямой надзор за PWI или SPWI, чтобы провести инспекцию или подготовить отчет. Эти три разных уровня сертификации также имеют разные требования к возможностям, образованию и экзаменам. Кроме того, они должны иметь возможность поддерживать эту квалификацию каждые 3 года.^[7]

Разрушительное тестирование

Тестирование на изгиб

При испытании на изгиб тестовый купон сгибается с помощью плунжера до желаемой степени. Эта испытательная установка показана на рисунке 2.

Рисунок 2: Настройка теста на изгиб^[8]

Список минимальных углов изгиба и смещения ползуна для различных пластиковых материалов можно найти в стандартах DVS, DVS2203-1 и DVS2203-5. Некоторая информация о скоростях подъемника, угле изгиба и перемещении от DVS2203-1 показана в Таблице 1 и Таблице 2.

Таблица 1: Скорости подъемников из различных материалов^[8]
Материал	Скорость испытания [мм / мин]
Полиэтилен высокой плотности	50
Полипропилен (PP-R)	50
Полипропилен (PP-H, PP-B)	20
Поливинилиденфторид	20
Поливинилхлорид - непластифицированный	10

Таблица 2: Угол изгиба и смещение^[8]
Толщина образца s [мм]	Угол изгиба [град.]	Смещение плунжера [мм]
3 <с ≤ 5	160	60
5 <с ≤ 15	160	70
16 <с ≤ 20	160	85
21 <с ≤ 25	160	170
26 <с ≤ 30	160	150

Одним из основных преимуществ испытания на изгиб является то, что он предоставляет качественные данные для деформации растяжения, сжатия и сдвига. Эти результаты обычно приводят к более высокому уровню уверенности в качестве сварного соединения и процесса. Напротив, некоторые из недостатков заключаются в том, что требуется несколько образцов для испытаний. Обычно рекомендуется использовать как минимум 6 различных тестовых образцов. Другой недостаток состоит в том, что он не дает конкретных значений для оценки конструкции соединения. Более того, могут потребоваться большие усилия для подготовки детали к испытаниям. Это может привести к увеличению стоимости и сроков в зависимости от сложности детали. Наконец, как и при всех разрушающих испытаниях, деталь и / или сварной шов разрушаются и не могут быть использованы.^[9]

Испытание на растяжение

При проведении испытания на растяжение образец для испытаний вытягивают до тех пор, пока он не сломается. Этот тест является количественным и обеспечивает предел прочности на разрыв, деформацию, а также энергию разрушения, если к образцу прикреплены экстензометры. Кроме того, результаты испытания на растяжение нельзя перенести на результаты испытания на ползучесть.^[10] Скорость вытягивания образца зависит от материала. Кроме того, форма образца также имеет решающее значение.^[9] DVS2203-5 и AWS G1.6 - отличные источники для предоставления этих подробностей. Примеры форм показаны на рисунках с 3 по 5. Кроме того, в таблице 3 показана скорость испытания для каждого материала.

Рисунок 3: Образец для испытаний на растяжение, форма 1^[10]

Рисунок 4: Образец для испытаний на растяжение, форма 2^[10]

Скорость испытания на растяжение для различных пластиков^[10]
Материал	Скорость тестирования [мм / мин]
PE	50 ± 10%
PP-R	50 ± 10%
ПА 12	50 ± 10%
PP-H	20 ± 10%
PP-B	20 ± 10%
ПВДФ	20 ± 10%
PE, электропроводящий	20 ± 10%
E-CTFE	20 ± 10%
ПВХ-У	10 ± 20%
ПВХ-С	10 ± 20%

Рисунок 5: Образец для испытаний на растяжение, форма 3^[10]

Одним из преимуществ испытания на растяжение является то, что он предоставляет количественные данные о сварном шве как для сварного шва, так и для основного материала. Кроме того, легко провести испытание на растяжение. Основным недостатком этого тестирования является объем подготовки, необходимый для его проведения. Еще одним недостатком является то, что он не обеспечивает длительную сварку. Кроме того, поскольку это тоже разновидность разрушающего теста, деталь уничтожается, чтобы собрать эти данные.^[9]

Испытания на удар

Также известное как испытание на удар при растяжении, испытание на удар использует образец, зажатый в маятнике. Испытуемый образец выглядит так, как показано на рисунке 4. Маятник наклоняется и ударяет образец о наковальню, разбивая образец. Это испытание позволяет определить энергию удара для сварного шва и основного материала. Кроме того, удлинение остаточного разрушения можно рассчитать путем измерения длины образца после испытания. Основное преимущество этого теста - получение количественных данных. Еще одно преимущество - простота настройки. Недостатки заключаются в том, что он также требует большой подготовки для проведения этого теста. Кроме того, как и при испытании на растяжение, долговременные характеристики сварного шва не определяются, и деталь разрушается.^[9]

Испытание на ползучесть

Существует два типа испытаний на ползучесть: испытание на ползучесть при растяжении и испытание на разрыв при ползучести. Оба испытания на ползучесть оценивают долговременные сварочные характеристики испытуемого образца. Эти испытания обычно проводятся в среде при постоянной температуре и постоянном напряжении. Для этого теста требуется минимум 6 образцов, чтобы получить достаточно данных для проведения статистического анализа.^[11] Преимущество этого испытания состоит в том, что он предоставляет количественные данные о долговременных характеристиках сварки; Однако у него есть и недостатки. Чтобы подготовить образцы и записать, откуда именно был взят образец, и использованный метод удаления, необходимо приложить немало усилий. Это очень важно, поскольку то, как образец удаляется из основной части, может сильно повлиять на результаты испытаний. Кроме того, должен быть строгий контроль тестовой среды. Отклонение температуры среды может привести к резкому изменению времени разрыва при ползучести. В некоторых случаях изменение температуры на 1 градус Цельсия влияло на время разрыва при ползучести на 13%.^[9] Наконец, этот тест снова является разрушающим, поэтому хост-часть будет разрушена при проведении этого типа теста.

Неразрушающий контроль

Визуальный осмотр

Визуальный осмотр, как следует из названия, представляет собой визуальный осмотр сварной конструкции. Инспектор обычно ищет визуальные признаки, такие как обесцвечивание, дефекты сварных швов, неоднородности, пористость, зазубрины, царапины и т. Д. Обычно визуальный контроль разбивается на различные категории или группы в соответствии с квалификационными критериями проверки. Эти группы могут отличаться в зависимости от стандартов, и каждая группа имеет определенный уровень недостатков, который они считают приемлемым. Стандарт DVS2202-1 содержит 5 таблиц и диаграмму, в которых показаны различные типы дефектов, обнаруженные при визуальном осмотре, и их допустимые критерии приемки.^[12]

Визуальный осмотр очень выгоден тем, что он быстрый, простой, недорогой и требует очень простых инструментов и датчиков для проведения. Поскольку это происходит очень быстро, обычно требуется визуальный контроль сварного шва, прежде чем можно будет провести какие-либо дополнительные неразрушающие испытания образца. Напротив, проверку должен проводить человек, обладающий большим опытом и навыками. Кроме того, этот тип испытаний не дает никаких данных о качестве сварного шва.Из-за низкой стоимости, если есть подозрение, что в какой-либо детали есть проблемы, последующее тестирование может быть проведено без особых первоначальных вложений.^[9]^[13]

Рентгеновское обследование

Рентгеновское испытание пластмасс аналогично испытанию металлических сварных деталей, но использует гораздо более низкую интенсивность излучения из-за того, что пластмассы имеют более низкую плотность, чем металлы. Рентгеновское обследование используется для обнаружения дефектов, находящихся под поверхностью. Эти недостатки включают пористость, твердые включения, пустоты, трещины и т. Д. Рентгеновские лучи пропускают излучение через исследуемый объект на пленку или камеру. Эта пленка или камера создадут изображение. Различная плотность объекта будет отображаться на изображении в виде разных оттенков, таким образом показывая, где расположены дефекты. Одним из преимуществ рентгеновского излучения является то, что он позволяет быстро выявить дефекты как на поверхности, так и внутри сварного шва. Кроме того, рентгеновский снимок можно использовать для широкого спектра материалов. Их можно использовать для создания записи на будущее. Одним из недостатков рентгеновского излучения является то, что он дорогостоящий и трудоемкий. Во-вторых, его нельзя использовать для оценки качества сварного шва или оптимизации параметров процесса. Кроме того, если несплошность не совмещена должным образом с лучом излучения, ее может быть трудно обнаружить. Четвертый недостаток заключается в том, что требуется доступ к обеим сторонам измеряемого компонента. Наконец, это представляет опасность для здоровья из-за излучения, которое передается во время рентгеновского процесса.^[9]^[13]

Ультразвуковой контроль

Ультразвуковой контроль использует высокочастотные звуковые волны, проходящие через сварной шов. Волны отражаются или преломляются, если попадают в указатель. Отраженная или преломленная волна будет иметь другое количество времени, необходимое для прохождения от передатчика к приемнику, чем при отсутствии индикации. Это изменение во времени - способ обнаружения недостатков. Первое преимущество ультразвукового контроля заключается в том, что оно позволяет относительно быстро обнаруживать дефекты внутри сварного шва. Этот метод испытаний также позволяет обнаруживать дефекты глубоко внутри детали. Кроме того, его можно проводить с доступом только с одной стороны детали. Напротив, у использования ультразвукового контроля есть несколько недостатков. Во-первых, его нельзя использовать для оптимизации параметров процесса или оценки качества сварного шва. Во-вторых, это дорого и трудоемко. Для проведения теста также требуются опытные техники. Наконец, существуют материальные ограничения для пластмасс из-за ограничений передачи ультразвуковых волн через некоторые из пластмасс.^[9]^[13] Изображение на Рисунке 6 показывает пример ультразвукового контроля.

Рисунок 6: Обнаружение дефектов ультразвуковым контролем.

Испытание на утечку высокого напряжения

Испытание высоким напряжением также известно как испытание искрой. В этом типе испытаний для покрытия сварного шва используется электропроводящая среда. После того, как на сварной шов нанесено покрытие, на него воздействуют высоковольтным датчиком. Это испытание показывает признаки утечки в сварном шве, когда в сварном шве наблюдается дуга. Преимущество этого типа тестирования состоит в том, что он позволяет быстро обнаружить дефекты внутри сварного шва, и вам нужно иметь доступ только к одной стороне сварного шва. Одним из недостатков этого типа испытаний является то, что нет возможности оценить качество сварного шва. Кроме того, сварной шов необходимо покрыть проводящим материалом.^[9]

Испытание на герметичность

Испытания на герметичность или герметичность используют жидкость или газ для создания давления в детали. Этот тип испытаний обычно проводится на пробирках, контейнерах и сосудах. Другой способ проверить на герметичность одну из этих структур - создать вакуум. Одним из преимуществ является то, что это простой и быстрый способ обнаружения дефекта сварного шва. Кроме того, его можно использовать для различных материалов и форм деталей. С другой стороны, у него есть несколько недостатков. Во-первых, невозможно оценить качество сварного шва. Во-вторых, это связано с опасностью взрыва, если во время испытаний возникает избыточное давление. Наконец, это ограничивается трубчатыми конструкциями.^[9]

Смотрите также

Бутанон
Электросварка
Герметик
Реологическая свариваемость для полуфабрикатов из полимерных деталей
Термопластик

дальнейшее чтение

Дж. Алекс Нойман и Франк Дж. Бокофф, «Сварка пластмасс», 1959, издательство Рейнхольда.
Безопасность при использовании радиочастотных диэлектрических нагревателей и герметиков, ISBN 92-2-110333-1
Майкл Дж. Тротон, "Справочник по соединению пластмасс, Практическое руководство", 2-е изд., 2008 г., ISBN 978-0-8155-1581-4
Трес, Пол А., "Разработка пластиковых деталей для сборки", 6-е изд., 2006 г., ISBN 978-1-5699-0401-5
Грюэлл, Дэвид А., Бенатар, Авраам, Пак, Джун Бу, «Справочник по сварке пластмасс и композитов», 2003 г., ISBN 1-56990-313-1

[1] «Пластмасса-Словарь». ISO 472 Международная организация по стандартизации. Швейцария. 1999 г. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)

[welding2008-2] а ^б Балкан, Онур; Демирер, Халил; Эздешир, Айхан; Йылдырым, Хусейн (2008). «Влияние процедур сварки на механические и морфологические свойства листов из ПЭ, ПП и ПВХ, сваренных встык горячим газом». Полимерная инженерия и наука. 48 (4): 732. Дои:10.1002 / pen.21014. ISSN 1548-2634.

[3] Виджей К. Стоукс (1989). «Способы соединения пластмасс и пластиковых композитов: обзор». Полимерная инженерия и наука. 29 (19): 1310. Дои:10.1002 / pen.760291903. ISSN 1548-2634.

[4] Кроуфорд, Ланс (январь – февраль 2013 г.). «Герметизация портов: эффективное решение для термосварки». Журнал пластиковых украшений.

[5] «Индукционная сварка армированных термопластов». Группа композитов КВЭ. Архивировано из оригинал на 2015-06-23.

[6] "SDS: SCIGRIP 3 Цемент на растворителе для приклеивания акриловых красок" (PDF). Получено 16 ноября 2019.

[7] Стандарт AWS G1.6: 2006, «Технические условия для аттестации инспекторов по сварке пластмасс для горячего газа, экструзии горячего газа и стыковых термопластичных сварных швов с подогревом». 1-е издание. Американское сварочное общество.

[:0-8] а ^б ^c DVS 2203-5 - Испытание сварных соединений термопластов: испытание на технический изгиб (1999). DVS-Media GmbH Дюссельдорф / Германия

[:1-9] а ^б ^c ^d ^е ^ж ^грамм ^час ^я ^j Справочник по сварке пластмасс и композитов. Грюэлл, Дэвид А., Бенатар, Авраам., Пак, Джун Бу. Мюнхен: Hanser Gardener. 2003 г. ISBN 1569903131. OCLC 51728694.CS1 maint: другие (связь)

[:2-10] а ^б ^c ^d ^е DVS 2203-2 - Испытание сварных соединений между панелями и трубами из термопластов - Испытание на растяжение (2010) DVS-Media GmbH Düsseldorf / Германия

[11] DVS 2203-4 - Испытание сварных соединений термопластичных панелей и труб - Испытание на ползучесть при растяжении на сопротивление медленному росту трещин в испытании на ползучесть с двумя надрезами (2NCT) (2016). DVS-Media GmbH Дюссельдорф / Германия

[12] ДВС 2202-1 - Дефекты сварных швов термопластов; особенности, описание, оценка (1989). DVS-Media GmbH Дюссельдорф / Германия

[:3-13] а ^б ^c Стандарт AWS B1.10M / B1.10: 2016, «Руководство по неразрушающему контролю сварных швов». 5-е издание. Американское сварочное общество.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]