ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сварка закладным нагревательным элементом из "Соединения деталей из полимерных материалов " Сварка закладным нагревательным элементом — вид сварки термомеханического класса, объединяющий способы сварки, при которых нагрев соединяемых поверхностей осуществляется элементом, помещаемым между свариваемыми поверхностями и остающимся в сварном шве. По способу нагрева ее разделяют на терморезисторную и индукционную (электромагнитную) сварку. [c.385] Величину осадки на 1-ом этапе предложено находить графически вычитанием кривой, изображающей зависимость (6.10) из кривой, изображающей зависимость (6.11). Осадка же на 3-м этапе заметно меньше, чем на 1-ом и 2-ом этапах. [c.386] Приведенные зависимости дают возможность решать различные технологические задачи, в том числе определять осадку, продолжительность и давление сварки, предотвращающие дезориентацию армирующих волокон, прилегающих к сварному шву. [c.386] Наибольшее распространение, в частности, при строительстве полиэтиленовых трубопроводов диаметром до 630 мм получила разновидность сварки с применением литых соединительных деталей в виде муфт, на внутренней поверхности которых размещен закладной металлический элемент в виде спирали. Подготовка труб и муфты к сварке предусматривает очистку свариваемых поверхностей, а также подгонку наружного диаметра трубы к внутреннему диаметру муфты, что исключает большие зазоры между соединяемыми поверхностями. Основными параметрами режима сварки являются электрическое напряжение U, подаваемое на спираль, и длительность t пропускания тока по спирали при заданном ПМ и известных параметрах ЗНЭ — удельном электрическом сопротивлении р и диаметре d проволоки, числе п витков спирали, диаметре D и длине L спирали. [c.387] Как правило, время пропускания тока составляет несколько десятков секунд, а требуемое значение q в зависимости от типа ПМ, толщины стенок трубы и муфты, а также условий теплообмена — 10-30 кВт/м . Давление в зоне соединяемых поверхностей обеспечивается за счет термического расширения материала трубы и усадки муфты. [c.387] Способ отличается простотой аппаратурного оснащения и его освоения персоналом, позволяет поддерживать и воспроизводить условия сварки при переходе от одного стыка трубопровода к другому, обеспечивать повышенный уровень механизации, увеличивать производительность труда, уменьшать расход электроэнергии по сравнению со сваркой встык нагретым инструментом. [c.387] Возможность ограничения зоны нагрева соединяемыми участками и минимизации таким образом изменения структуры материала в зоне шва способствовала применению рассматриваемого способа сварки для соединения ПКМ. [c.387] Терморезисторная сварка с использованием углеродного ЗНЭ применительно к ПКМ в целом характеризуется как простой, высокопроизводительный процесс (время сварки до 20 с, а вся продолжительность сборки — несколько минут [89]), не требующий по сравнению со склеиванием трудоемкой подготовки соединяемых поверхностей. Слабое соединение может образоваться как при низком, так и при высоком давлении. В первом случае усилия прижима недостаточно, чтобы подавлять упругие деформации волокон ЗНЭ и удалять воздушные пузырьки из зоны контакта. При слишком высоком давлении наблюдается значительное течение матрицы в поперечном направлении и смещение волокон в плоскости соединения. Оптимальное давление при сварке полипропиленового углепластика составляет 0,1-0,15 МПа. В целях обеспечения воспроизводимых режимов нагрева и связанного с этим качества электрического контакта между углеродным жгутом и токоподводом с присоединяемых к электродам концов ленты препрега матрица должна быть удалена. Концы нрепрега могут быть дополнительно металлизированы. [c.388] Основным преимуществом индукционной сварки является возможность быстрого соединения деталей в труднодоступных местах продолжительность нагрева может быть меньше 1 с. [c.389] Введение в зону шва закладного элемента в виде углеродной ленты при индукционной сварке углепластика может быть оправдано лишь при обеспечении концентрации тепловыделения в этом элементе. Для этой цели между соединяемыми поверхностями помещают препрег на основе углеродных волокон с никелевым покрытием. Сваривая углепластик на основе ПЭЭК при использовании такого закладного элемента, получили за 105 с при мощности, потребляемой индуктором, 2 кВт и давлении 0,7 МПа соединение, прочность которого при сдвиге равна приблизительно 50% прочности ПКМ. Концентрировать тепловыделение в зоне шва можно, как вообще при сварке ПМ или их склеивании, наполняя полимер промежуточного слоя ферромагнитными частицами. [c.390] Хотя процесс индукционной сварки сложный, требует применения более дорогого, чем при терморезисторной сварке, оборудования, метод считается пригодным для серийного производства изделий из ПКМ, например, из тонких длинных профилей. В качестве достоинств метода отмечают компактность оборудования и возможность образования соединений по большим поверхностям, хотя и имеются сложности при контроле процесса нагрева последних. [c.390] Представленный метод пока не может найти столь широкого применения, как сварка нагретым инструментом или ультразвуком, однако его достоинства обращают внимание конструкторов и технологов не только при решении проблем сборки, но и ремонта изделий из ПМ. [c.390] Вернуться к основной статье