Учебники по популярным профессиям
на asv0825.ru

>>> Перейти на мобильный размер сайта >>>

Учебное пособие

Сварка пластмасс

       

Сущность процесса и область применения химической сварки

Сущность процессов, протекающих при химической сварке, заключается во взаимном смачивании соединяемых поверхностей и в образовании химических связей между макромолекулами полимера, находящимися на приведенных в контакт соединяемых поверхностях. Прочность и другие характеристики сварного шва обусловлены не только действием в зоне соединения сил межмолекулярного взаимодействия, как это имеет место при диффузионнореологической сварке, но, главным образом, возникновением химических связей.

Химической сваркой соединяют как полимерные материалы, не соединяемые диффузионно-реологической сваркой (не полностью отвержденные реактопласты, вулканизаты, редкосетчатые термопласты и линейные полициклические полимеры, некоторые разнородные полимерные материалы), так и некоторые виды термопластов с кристаллической и ориентированной структурами, способные соединяться диффузионно-реологической сваркой.

Технологический процесс химической сварки в общем случае, независимо от типа полимерного материала, включает следующие операции:

  • подготовка (главным образом, очистка соединяемых поверхностей);
  • нанесение присадочного материала (реагента);
  • приведение соединяемых поверхностей в контакт;
  • прогрев или облучение зоны шва при условиях, обеспечивающих образование химических связей в свариваемых слоях.

В отличие от склеивания при химической сварке промежуточные слои или присадочные реагенты не образуют самостоятельной непрерывной фазы, которая своими свойствами существенно отличается от свойств соединяемых материалов.

Можно выделить две разновидности химической сварки:

  • без присадочного материала;
  • с применением присадочных материалов, вводимых в зону контакта соединяемых поверхностей.

Сварк а без присадочного материала осуществляется, как правило, нагревом введенных в контакт свариваемых поверхностей. В химической структуре звеньев, составляющих макромолекулярные цепи термопластов, могут оказаться функциональные группы, сравнительно легко вступающие в химические реакции с функциональными группами контактирующего материала. Такую реакционную способность можно использовать для создания высокопрочного соединения.

Успех такого способа сварки материалов, основанный не столько на диффузии, сколько на химической реакции в пограничном слое, зависит от многих факторов. Для осуществления химической сварки необходим тесный контакт между соединяемыми поверхностями и химическая реакция соединения, в которую вовлекаются функциональные группы участков макромолекул, располо- женных на контактирующих поверхностях.

Температура, при которой выполняют химическую сварку, всегда ниже температуры вязкотекучего состояния полимера.

При химической св арке с присадочными мат ер иалами в качестве последних используют различные реагенты. Это может быть раствор исходного материала с инициатором реакции полимеризации, для некоторых отвержденных смол – тонкий слой отвердителя, другие химические соединения, способные инициировать возникновение связей между контактирующими поверхностями.

Существуют два механизма действия этих реагентов.

  1. Молекулы реагентов участвуют в образовании сшивки (поперечных связей) между поверхностями.
  2. Присутствие этих реагентов повышает реакционную способность материалов, увеличивая количество свободных функциональных групп или увеличивая их активность.

Для выполнения химической сварки независимо от типа полимера необходимо выбрать присадочный реагент, его расход на единицу поверхности шва и назначить температуру, продолжительность нагрева и давление при контактировании соединяемых материалов.

Во многих случаях сварной шов, получаемый методом химической сварки, не отличается по своей структуре и по агрегатному состоянию от основного материала.

Решающее влияние на выбор условия и режимов химической сварки оказывает химическая структура полимера – основного компонента полимерного материала. Именно химическая структура полимера определяет механизм вторичных химических реакций в зоне контакта соединяемых поверхностей, на которых основана сварка рассматриваемым способом.

Процесс химической сварки является более производительным, чем склеивание, легко поддается механизации и автоматизации; соединение можно нагружать сразу же после его изготовления, параметры окружающей среды не имеют существенного влияния на качество выполняемого соединения, отсутствуют напряжения и ослабление околошовной зоны.

К основным недостаткам способа можно отнести необходимость применения индивидуальной специальной оснастки, отсутствие возможности визуального контроля процесса сварки, сложность применения в монтажных условиях.

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг@Mail.ru