Сварка пнд листов своими руками

Обновлено: 21.09.2024

Листовой полипропилен – современный конструкционный материал с отличными характеристиками. Он используется в строительстве как изоляционный материал, кроме этого из него делают бассейны, различные емкости, вентиляционные короба, используют для отделки индивидуальных очистных блоков.

Сварка полипропилена надежней механического крепления листов и склейки. Разогрев до температуры плавления обеспечивает прочность соединений, швы герметичны, не пропускают воду, не деформируются в процессе эксплуатации. Существует несколько технологий температурного соединения листового полимера, все они будут описаны ниже. Для этого применяется специальное оборудование, для работы с ним требуются определённые знания.

Свойства и виды полипропилена

Композитные и монолитные плиты создаются из полимерного материала, получают их путем прокатки, которые уплотняют пористую структуру, придают форму, создают гладкую поверхность. Основные характеристики листа:

высокая прочность на разрыв, сжатие, кручение;
низкий удельный вес, не более 0,92 г/см 3 ;
небольшой коэффициент расширения, сохраняет однородность структуры в температурном диапазоне от +80 до -40°С;
экологическая безопасность, не выделяет вредных компонентов;
химическая нейтральность к агрессивным средам кислотной и щелочной природы;
гидрофобность: материал не впитывает влагу;
стойкость к ультрафиолету;
диэлектричность.

Материал легко монтируется с помощью крепежа, поддается резке, фрезеровке, сварке, склейке. Лист выпускается трех видов:

плотный – имеет гомогенную структуру;
ячеистый – рыхлый, обладает шумоизоляционными свойствами;
вспененный – используется как утеплитель.

Технология сварки

При температурном соединении не нарушается структура полимера, сцепление соединяемых деталей происходит за счет процесса взаимодиффузии. Сварка полипропиленовых листов заключается в разогреве стыка до вязко-текучего состояния. При выборе оборудования необходимо учитывать, что при медленном разогреве в местах соединений материал дает усадку, от этого страдает качество шва. Температура сварки зависит от вида инструмента. Для монтажа листов используется полиффузный метод, когда разогреваются стыки. Еще соединение делается с помощью экструдера. Разогреть полипропилен можно воздушным пистолетом (феном).

Имея необходимое оборудование, соединять листы можно своими руками.

Методы ручной сварки листового полипропилена

При монтаже используются два инструмента: сварочный экструдер для полипропилена и фен. Между свариваемых листов укладывается полипропиленовая проволока или пруток для сварки. Он выбирается по виду монтируемого материала, должен соответствовать ему по классу материала, виду изготовления.

Для сварки полипропилена феном нужен инструмент большой мощности, разогрев проводится в течение 5–10 минут. До этого необходимо подготовить поверхности соединяемых частей: зачистить их мелкой шкуркой, чтобы образовались неровности. Затем под углом 45°срезается кромка. Для непрерывной укладки прутка используется насадка, фен для сварки обычно ими укомплектован. Их недолго сделать из жести самостоятельно. В процессе стык разогревается до 180°С, поэтому феном для сварки полипропилена монтируют листы толщиной до 20 мм. Для листов свыше 16 мм применима сварка экструдером, это более надежный способ соединения. Инструмент разогревает лист до 270°С, он оснащен специальными насадками, которые применяются при монтаже сложных геометрических форм. Работать им необходимо быстро, чтобы лист не расправлялся. Если на агрегате две насадки, включать обе сразу не рекомендуется.

Принцип работы экструдера заключается в разогреве прутка до однородной консистенции, при этом одновременно разогревается стык и выдавливается экстрадированный полипропилен. Есть модели экструдеров, куда вместо прутка можно закладывать гранулы. Они размягчаются в пластификаторе и прессом подаются в рабочую зону. Получается очень качественный и прочный шов.

Автоматическая сварка

Для соединения листов созданы сварочные станки. Это оборудование для сварки создает ровный диффузный шов за счет касания стыка нагревательным элементом. Автоматический паяльник нужен при большом объеме работ. Температура регулируется в зависимости от структуры листа, на автомате можно производить сварку листов полипропилена толщиной от 16 мм.

Склеивание листового полипропилена

Изделия с неровными поверхностями скрепляют химическим способом. Этот метод применяется редко из-за того, что полипропилен – трудносклеиваемый материал, для него нужен специальный состав, традиционные смеси для пластика не годятся, необходимо обращать на это внимание. Клей бывает нескольких видов:

термоактивный на основе полифенольных смол или двухкомпонентный, с отвердителем или твердеет при нагреве;
термопластичный однокомпонентный, на упаковке обязательно указывается температура отвердевания.

Вторая проблема склейки – предварительная разметка всех деталей перед сборкой, любая ошибка приведет к большой потере материала, работу придется начинать заново. Метки делают на соединяемых частях с торцов, чтобы поверхность оставалась чистой.

Сварка листовых пластиков

Сварка пластиков – это наиболее удобный и наименее дорогой способ соединения пластиковых элементов. В некоторых случаях альтернатив и вовсе не бывает (когда соединение при помощи клея невозможно). К тому же, горячая сварка пластиков выполняется массово, как специалистами в промышленных организациях, так и обычными людьми, по мере необходимости. Конечно, при наличии всего сопутствующего инструмента, с учетом развития отрасли и распространения фирменных аксессуаров нет никаких проблем.

Есть огромное количество способов сварки полимеров. Большинство из них можно сразу разделить на пару условных групп: сварка при помощи нагрева и без помощи аппаратов горячего воздуха. Наиболее активно используемый метод, это нагрев материала до вязкотекучего состояния. Но даже в этом случае используется несколько видов нагрева и приборов:

Световое или лазерное излучение

Ток высокой частоты

Все полимеры также дополнительно разделяются на термопласты и реактопласты. Термопласты прекрасно подходят для сварки, так как не меняют свой состав в процессе нагрева, а после остывания принимают еще и обратно все свои физические свойства. Реактопласты, наоборот, принимают свои свойства единственный раз во время изготовления и больше их нельзя подвергать нагреву, после которого их структура не восстанавливается.

При взаимодействии с нагревающим элементом, структура термопласта становится мягкой и податливой, при этом происходит смешение двух отдельных объектов термопластов в один единый. Так образуются неразрывные швы высокой прочности.

Сварка нагревающими аппаратами

Одним из самых простых способов передачи тепла является прямой контакт свариваемых поверхностей пластиков с самим нагревательным прибором или (в случае воздушных аппаратов) нагретых струй воздуха. Из-за простоты техпроцесса и доступности аппаратов, и аксессуаров к ним, они широко распространена.

Вначале проходит разогрев, в качестве первого этапа. При этом оплавленные края надежно соединяются между собой.

Контакт нагретых пластиков и свариваемых деталей удерживается с определенным усилием на какое-то время.

Во время разогрева необходимо, чтобы контактируемые поверхности имели проплавление на определенную глубину. Это также нужно для того, чтобы избежать работы с любыми неровностями поверхностей.

Существует перечень технологических параметров сварки пластмасс:

Температура нагревательного элемента (или среды)

Усилие прижатия инструмента к детали

Усилие сжатия свариваемых деталей

Продолжительность давления после окончания сварки

Чрезвычайно важно максимально очистить контактирующие поверхности для нанесения качественного шва. Т.к. вкрапления иных материалов, грязи, пыли внутрь шва негативно скажутся на его надежности. Если поверхность покрыта маслянистыми выделениями, их удаляют соответствующими растворителями (безопасными для самого полимера). Если отчистить невозможно, или край объекта слишком неровен, его просто срезают для образования ровного, чистого среза.

Сварка нагретым газом

При сварке газом все тепло идет от нагретого газа, который уже передает его, выходя из сопла аппаратов и термофенов самых разных конструкций. При этом, в качестве теплоносителя выступает, как правило: аргон, углекислый газ, азот и, конечно же, воздух. Выбор газа зависит именно от свойств пластика, который будет подвергаться сварке. Например, некоторые виды пластиков сильно подвержены действию кислорода, и поэтому более качественные швы получаются при выборе газа, наподобие аргона.

Технология сварки пластиков газом предусматривает два варианта: при использовании присадочного материала и без его использования. Когда используется пруток, его диаметр, обычно, составляет 2 – 6 мм. Присадку обязательно изготавливают из того материала, который планируется сваривать. В некоторых случаях, в пруток добавляют специальные пластификаторы, повышающие качество сварки.

На схеме показаны: а - сварка без насадок, б - сварка с насадкой для твердых термопластов, в - сварка с насадкой для мягких термопластов, г - сварка с насадкой для твердых и мягких термопластов. 1а - стандартное сопло, 1б - производительное сопло, 2 - основной материал, 3 - прижимной ролик, 4 - присадочный пруток, 5 - направляющий канал, P - направление давления на присадочный материал, V - направление сварки.

К основным технологическим параметрам сварки газом с использованием прутка относятся:

Расход и уровень температуры газа

Используемые материалы и размеры сечения прутка

Угол наклона подаваемого прутка

Усилие прижима присадки

Угол нагревающего аппарата к плоскости детали

Скорость производимых сварочных работ

Температура газа на выходе не должна превышать на 50 – 100 градусов Цельсия выше, чем температура вязкотекучести полимера. Расстояние между соплом и материалом должно быть 5 – 8 мм и удерживаться статично, на протяжении всего процесса сварки.

При угле наклона прутка свыше 90 градусов, материал положенный в шов будет удлиняться и может повредиться при охлаждении. При угле менее 90 градусов пруток будет нагреваться быстрее полимерного материала, при этом увеличится расход прутка, а в шве возникнет внутреннее напряжение. Прочность подобного шва может уменьшаться.

Угол наклона оси горелки к плоскости изделий составляет 55-65 градусов, а затем уменьшается до 45 градусов. При этом струя газа направлена на основной материал, т.к. его масса свыше массы прутка. Скорость сварки может сильно колебаться и доходить вплоть до 15 м/ч.

Сварка экструдером

Возможен и другой вид сварки, при помощи экструдера, которая производится готовым расплавом. И вместо специальной «прожарки» сразу используется тепло расплавленного присадочного материала, создающего шов.

Сварка осуществляется только если температура расплава находится на 50 градусов выше, чем температура свариваемого основного материала. Существует два типа сварки: бесконтактный и контактный.

При бесконтактном способе прижим осуществляется специальным валиком, тогда как при контактном способе это происходит при давлении самой насадкой экструдера, как и показано на рисунке.

Сварка полиэтилена и полипропилена (ПЕ, ПП)

Такие материалы как полиэтилен и полипропилен являются самыми часто встречаемыми термопластами, что обусловлено их основными свойствами. Это распространенные полимеры, которые стоят недорого, легко свариваются с применением горячих видов сварки. Область применения данных полимеров также огромна, от пленок и труб, до изоляции, деталей для строительства и даже пищевых емкостей и контейнеров.

Важно отметить, что для ПП и ПЕ подходят далеко не все виды сварки. Так, к примеру, нельзя произвести сварку токами высокой частоты, а также при использовании растворителей, что обусловлено структурой этих материалов. А вот использование аппаратов горячего воздуха (или экструдеров) наоборот, приветствуется.

Сварка пластика с использованием растворителей

Существует еще один тип сварки для полимеров, при использовании растворителей. Для этого специалисту потребуется выполнить определенный ряд действий: смачивание свариваемых краев в растворителе, ожидание пока материал разбухнет под химическим действием и станет мягким, использование давления для сцепления и отвердевания сварочного шва. Такой вид сварки используется совокупно с аморфными полимерами, которые хорошо подходят для этой задачи. Материалы имеющие кристаллическую структуру, как правило, также имеют высокую сопротивляемость растворителям.

Для смачивания двух поверхностей, как правило, используют обычную губку или другой, схожий материал. Количество растворителя не должно быть большим, чтобы не вызывать разрушающих материал подтеков. Сразу после смачивания и размягчения, обе поверхности должны быть немедленно присоединены друг к другу. Иногда также используют дополнительный нагрев для ускорения испарения растворителя. В целом, сварка пластиков методом растворителей проста и дешева, однако из-за ядовитых паров от самих растворителей, применяется редко, фактически, только в тех случаях, когда другие методы не работают.

Как спаять полиэтилен?

Один из наиболее известных способов соединения полиэтилена – его сварка. Данный способ является самым эффективным и востребованным. Сварку возможно производить благодаря способности полиэтилена под воздействием температуры изменять свое состояние от твердого до жидкого (термопластичность) и прочности материала. Сварка листового полиэтилена (иногда его называют целлофан, это неправильно) совершается под углом 90° либо встык.

Способы

Соединение отдельных элементов полиэтилена производится посредством их нагрева до температуры плавления с параллельным сдавливанием. Слои спаиваются, образуя сварной шов. После охлаждения выходит крепкое неразъемное соединение.

Важно знать! Температура плавления полиэтилена находится в зависимости от его толщины (от 30 до 200 микрон).

При сваривании пленки в домашних условиях требуется придерживаться технологического режима. Получить надежный шов довольно легко. При проведении сварочных работ надо соблюдать такие требования:

соединять следует только одинаковые по техническим параметрам материалы, их химсостав не должен различаться;
поверхность требуется очистить от загрязнений и примесей;
грамотно подбирать режим температуры: недостаточно высокая сварит материал с низкой прочностью; слишком высокая – деформирует стык.

Повторная сварка не делается по прежним краям. Для дальнейшей работы их подрезают. До начала процесса требуется организовать рабочее место и материал.

Чтобы швы спайки были по возможности ровными и малозаметными, необходимо серьезно подойти к вопросу и подобрать такой метод пайки, который станет для вас в большей степени комфортным и доступным.

Есть наиболее популярные способы сварки полиэтилена.

Диффузионная сварка

Это один из особенно эффективных методов соединения листового полипропилена. Такой способ осуществляется на специально оснащенном сварочном оборудовании. Сваривание полипропиленовых листов производится путем укладки 2 фрагментов на агрегат и их фиксирования. Концы листов будут придавливаться к электронагревателю. Для получения хорошего результата листы требуется прогревать долгое время. После достижения оптимальной температуры листы придавливаются фиксатором.

Шов, который образуется посредством оснащения для сварки, будет очень крепким и надежным.

Важное условие при таком способе – чистота и низкая влажность воздушных масс в помещении.

Этот способ подходит для листов любой ширины и позволяет соединять листовой полипропилен в рулоны. При больших объемах диффузионная сварка будет крайне необходимой.

Сварка посредством экструдера

Экструзионный метод пайки листового полиэтилена базируется на подаче на свариваемый участок расплавленного полимерного присадочного материала (пруток полипропиленовый круглый 4 мм для сварки) под давлением. Такой способ подразумевает наличие специального инструментария: экструдера. Этот аппарат оборудован различными насадками, которые дают возможность спаивать очень сложные и массивные конструкции. Положительным моментом является то, что аппарат имеет небольшие габариты. Экструдер оборудован автоподачей нагретого воздуха, что дает возможность размягчать листы и предотвращать какие-либо дефекты при сваривании. Такой способ подразумевает оперативность в работе, поскольку по причине высокой температуры (приблизительно 270°С) вероятна деформация внутренних слоев материала.

При такой технологии не нужно специального помещения, и сварка осуществляется непосредственно на рабочем месте в силу компактности аппарата.

Шов, выполненный посредством экструдера, считается 2 по прочности после сварочного агрегата. Минусом подобного способа считается потребность объединять полипропилен идентичной структуры, класса, иначе стыки будут выходить некрепкими и неровными.

Контактная сварка

Этот способ является одним из самых несложных и экономичных, с его помощью получается качественный стык. Принцип заключается в том, что соединяемые листы полиэтилена укладываются внахлест и разогреваются потоком горячего воздуха либо горячим клином до температуры плавления. Горячий воздух должен быть разогрет до установленных показателей, при которых полиэтилен начинает расплавляться. Потом листы пленки состыковываются между собой специальными прижимными роликами.

Аналогичный принцип работы и у горячего клина – нагревательного элемента. Вследствие контактной сварки пленки образуется сварочный шов, набирающий 80–90% прочности основного материала. Следовательно, используя такую методику, вы получите крепкий одинарный либо двойной шов.

Применяют также устройство, аналогичное строительному фену. Оно разогревает пленку горячим воздухом и расплавляет ее.

Приспособление обладает небольшим весом и высокой мощностью. Его нетрудно переносить, что дает возможность работать с ним в различных условиях.

Сварка пленки паяльником

В домашних условиях для пайки небольших фрагментов полиэтилена можно выполнить сварку пленки паяльником. Обычное бытовое нагревательное устройство на 40–60 Вт после модернизации жала можно использовать для пайки полиэтилена. Жало обычно заменяют алюминиевым либо медным прутом. Зона соприкосновения необходима маленькая: до 2 мм. Удобно, когда имеется радиус скругления кромки, так как обеспечивается размеренность перемещения инструмента.

Хорошо заточенное жало делает проще процедуру сварки: параллельно совершается спайка материала и обрезание кромок. Готовое жало закрепляется в паяльнике посредством винта. Иногда для надежности конец жала не оставляют круглым, его плющат, а потом монтируют в пропил. Самодельное устройство для сварки применяется при расфасовывании маленьких партий метизов, создании нестандартной упаковки. С его помощью очень просто изготовить оболочку для пульта, чехол для девайса.

Паять фрагменты пленки обычным жалом некомфортно, так как очень большая зона контакта, формируется неаккуратный стык с наплывами.

Случается прилипание нагретого полиэтилена, множество прожогов, не гарантируется надежность соединения.

Простой вариант жала – алюминиевая либо медная пластинка 2–3 мм толщиной. Один ее конец фиксируют в паяльнике, а другой закругляют и затачивают. К пленке его придавливают под углом 35–45°. Взамен паяльника возможно применение прибора для выжигания. Он создан по тому же принципу.

Оборудование

Отечественная промышленность выпускает специализированные аппараты для сваривания полиэтилена. Самый доступный из них – электрический прибор ПП-40. Он очень похож на паяльник, только его жало выглядит немного другим образом: оно отдаленно напоминает конек для бега. Посредством данного устройства можно осуществить высококачественную сварку по любому прямому либо сложному очертанию.

Имеются агрегаты для пайки швов длиной от 500 до 1000 мм. Это оснащение нашло применение для сваривания наполненных продуктами пакетов и штучных товаров. Имеется промышленное оснащение, способное спаять швы длиной от 1100 до 2500 мм. Все сварочные агрегаты характеризуются несложностью конструкции, надежностью в эксплуатации, производят крепкие швы.

А также для сваривания пленки в домашних условиях может использоваться специализированная насадка, которая фиксируется на электроутюге.

Этот элемент изготовлен из листового алюминия. Основание насадки – прямое, внизу располагаются ребра, которые являются базовым элементом. Применяя данный инструмент, вы будете иметь 2 сваренные полоски, которые расположены параллельно друг другу.

Насадка фиксируется на подошве электроутюга специальными лепестками, загибающимися под основу устройства. Ребра насадки фиксируются на границе кромок пленки поверх уложенной бумаги, после чего прибор требуется медленно и мягко передвигать по месту сопряжения. В результате формируется двойной шов.

Этапы работ

Сварка пленки включает в себя следующие этапы:

подготовка поверхности свариваемых элементов
нагрев областей пайки;
сварка элементов;
охлаждение сварного шва (сваренные элементы находятся под давлением);
высвобождение сваренных элементов от давления;
обработка сварного шва.

Контроль качества

Контроль качества сварки охватывает:

организационный контроль;
операционный контроль в ходе проведения сварочных мероприятий;
испытание кратковременной прочности сварных соединений;
проверку целостности сварных соединений и покрытия.

Сварку должны осуществлять лица, которые прошли курс обучения по программе подготовки сварщиков пластмасс в строительном деле и имеют соответствующие удостоверения.

Как спаять пленку, смотрите далее.

Сварка листов полипропилена своими руками

Одним из самых распространенных методов соединения полипропилена является его сварка. Такая технология является самой востребованной и эффективной, это объясняется термопластичностью и прочностью материалов. Сварка листового полипропилена происходит вследствие их соединения встык или под прямым углом. Для соединения также можно использовать экструдер, фен или стыковой сварочный станок.

Лист полипропилена: природа материала для заготовки

Данный материал производится путем выдавливания гранул вещества полимера из специальных отверстий. Такая технология позволяет получить в итоге лист любой длины и ширины. Сам лист полностью состоит из гранул. Покрытие такого материала может быть или глянцевым или матовым, если лист покрыт глянцем, то сверху накрывается пленкой.

Основными преимуществами полипропилена является:

диэлектричность;
достаточная гидрофобность;
стойкость к стиранию;
химическая прочность.

Благодаря особым характеристикам сварка листов полипропилена не представляет самой объемный процесс и отличается доступностью. Весь процесс сварки заключается в доведении краев материала до вязкого состояния и сильно прижатия друг к другу. Такой механизм поможет получить в последующем цельную деталь.

Диффузионная сварка

Перед началом работы, необходимо подготовить рабочее место и весь материал. Чтобы швы склейки были как можно ровными и незаметными, следует с полной серьезностью подойти к процессу и выбрать такой способ сварки, который будет для вас наиболее доступным и удобным. Одним из наиболее эффективных способов соединения листового полипропилена является диффузная сварка. Такой механизм соединяется на специально оборудованном сварочном станке.

Сварка полипропиленовых листов происходит с помощью укладки двух частей на станок и их фиксации. Концы листов будут прижиматься к нагревательному элементу. Для получения наилучшего эффекта листы следует нагревать продолжительное время. После достижения необходимой температуры, листы прижимаются с помощью фиксирующего механизма. Шов, который получается с помощью оборудования для сварки, будет являться самым прочным и надежным.

Очень важным при такой сварке является чистота и пониженная влажность воздуха в помещении, температура воздуха должна быть теплой. Одним из главных преимуществ шва будет не только его прочность, но и скорость получения качественного материала. Такой метод подходит для листов любой ширины, и дает возможность сваривать полипропиленовые листы в рулоны. При большом количестве работы, сварочный станок станет незаменимой вещью.

Сварка с помощью экструдера

Такой метод предполагает наличие особого инструмента – экструдера. Такой аппарат оснащен различными насадками, которые позволяют сваривать самые сложные и громоздкие конструкции. Огромным преимуществом есть и небольшой размер оборудования. Экструдер оснащен автоматической подачей теплого воздуха, что позволяет размягчать листы и избегать каких-либо повреждений при сварке. Работа таким методом предполагает оперативность в действиях, так как из-за высокой температуры (около 270С) возможна деформация около внутренних слоев полипропилена.

Такой процесс не требует выделения отдельного помещения и соединения возможно прямо на рабочем месте, благодаря компактности устройства. Шов, полученный с помощью экструдера, является вторым по прочности, после сварочного станка. Недостатком такого метода является необходимость соединять полипропилен одинакового состава, класса, в противном случае швы будут получаться непрочными и неравномерными.

Сварка листового полипропилена строительным феном

Для сварки листового полиэтилена феном, вам понадобится строительный фен большой мощности и тонкие
полимерные листы, а также полипропиленовая проволока (подобранная под размер и толщину листов, которые необходимо соединить). Важным является фактор подбора материала, листы и проволока должны состоять из одинакового класса материалов. Пренебрежение данного момента существенно повлияет на качество полученного шва и его прочность, так как фен не сможет одновременно довести до одинаковой нужной температуры разные виды материалов.

Для нормальной стыковки листов, их необходимо разместить на ровной поверхности и края обработать наждачной бумагой. Важным моментом подготовки является разделка кромок под углом 45.

Процесс нагревания феном и расплавки прута занимает примерно от 5 до 10 минут. Далее идет сам процесс сварки. Пластиковый пруток вставляется в насадку сварочного фена и в процессе заполнения шва непрерывно подается в зону сварного шва.

После соблюдения всех процедур, соединенный материал можно использовать. Полученный шов, при сварке ПНД с помощью строительного фена, является менее прочным, чем при сварке станком или экструдером, однако такой метод будет идеальным для соединения материала с небольшой толщиной.

Склеивание полипропилена – очень трудоемкий процесс, требующий специальной подготовки. Это обуславливается тем, что такой вид пластмассы является особенно трудносклеиваемым. На современном рынке существует большое множество клеев, которые без каких-либо проблем способны склеить пластмассу, основным вопросом будет выбор специального раствора. Особая подготовка к склеиванию материала будет заключаться в предварительной сборке всех деталей, чтобы поставить необходимые метки, ведь неправильное соединение полипропиленовых листов или банальная ошибка в процессе может стоить вам испорченного материала.

Главными рекомендациями при склеивании и сварке полипропилена своими руками будут:

Читайте также: