Objašnjeni postupci zavarivanja plastike

Zavarivanje plastike je proizvodni proces koji spaja termoplastične materijale korištenjem topline. Postao je neophodan alat u proizvodnji i inženjerstvu jer prevladava neke probleme povezane s tradicionalnim metodama zavarivanja.

Pojam zavarivanje općenito se povezuje sa spajanjem metalnih dijelova, pa korištenje izraza s plastikom može zvučati pomalo strano. Ali po definiciji, zavarivanje je proces spajanja dva ili više dijelova toplinom, bez obzira jesu li dijelovi od metala ili plastike, ovdje ne igra nikakvu ulogu.

Što je zavarivanje plastike

Zavarivanje plastike koristi se za spajanje termoplasta zagrijavanjem plastičnih dijelova dok ne postanu savitljivi i zatim spojeni u jedinstvenu strukturu. Koristi se u širokom rasponu sektora od izgradnje infrastrukture, popravaka automobila, vodovoda i proizvodnje spremnika za vodu i izmjenjivača topline.

Zavarivanje plastike može se koristiti na sljedećim materijalima:

• Akrilonitril-butadien-stiren (ABS)

• Polikarbonat (PC)

• Polietilen (PE)

• Polietilen tereftalat (PETE ili PET)

• Akril ili polimetil metakrilat (PMMA)

• polipropilen (PP)

• Polivinil klorid (PVC)

• Ostali materijali

Kao i kod drugih metoda zavarivanja, površine moraju biti čiste kako bi se postigla najviša kvaliteta zavarivanja. Plastika se spaja na talištu. Kad se ohlade, potpuno se stope.

Prednosti zavarivanja plastike

Zavarivanje plastike postaje sve popularnije među proizvođačima u raznim industrijama budući da je vrlo učinkovito i pokriva široku lepezu materijala. Za razliku od nekih drugih metoda spajanja, kao što su spojni elementi i lijepljenje, u većini slučajeva eliminira potrebu za kupnjom dodatnih komponenti i materijala. Plastični zavari su također lagani i isplativi, a opet postižu kvalitetne rezultate.

Osim toga, zavarivanje plastike nudi svestranost i kompatibilnost s različitim oblicima spojeva. Varovi su trajni i postupak je sigurniji u usporedbi s nekim drugim tradicionalnim metodama zavarivanja budući da proizvodi minimalne pare.

Metode zavarivanja plastike

Postoje mnoge metode zavarivanja plastike, svaka sa svojim prednostima i nedostacima. Metode se dijele na unutarnje i vanjske

Odabrana metoda treba ovisiti o vrsti zavarenih materijala i njihovom obliku te potrebnoj čvrstoći zavara. U nastavku ćemo istaknuti neke od najčešćih:

Zavarivanje vrućim plinom

HDPE za zavarivanje vrućim plinom

Zavarivanje vrućim plinom koristi posebno dizajniran toplinski pištolj s dodatnim plastičnim šipkama ili listovima za zavarivanje kako bi se stvorili kovni komadi plastike koji se lako spajaju. Oprema ne zahtijeva struju. Prenosiv je i jednostavan za korištenje. Loša strana zavarivanja vrućim plinom je spora brzina zagrijavanja u usporedbi s drugim metodama. Zavarivanje vrućim plinom nije prikladno za deblju plastiku kao što su PVC i akril.

• Zavarivanje slobodnom rukom (ventilatorsko zavarivanje)

  Struja vrućeg zraka primjenjuje se na zavareni spoj i plastičnu zavarenu šipku. Otopljena šipka za zavarivanje se stapa u spoj kad postigne radnu temperaturu.

• Brzinsko zavarivanje (brzinsko zavarivanje vrha)

  Brzo zavarivanje vrha koristi aparat za zavarivanje plastike s principom rada sličnim lemilu. Omekšava plastiku i rastaljena šipka za zavarivanje neprekidno izlazi iz dovodne cijevi, stapajući se s radnim komadom.

Zavarivanje laserskom zrakom (LBW)

Lasersko zavarivanje plastike

Lasersko zavarivanje brz je i precizan postupak zavarivanja plastike koji koristi koncentrirani izvor topline dok se obradak izlaže pritisku. Lasersko zavarivanje može se automatizirati pomoću robota, stvarajući čiste zavare koji zahtijevaju malo ili nimalo obrade nakon zavarivanja. LBW oprema je u početku skupa i postupak nije prikladan za plastiku debljine iznad 0,5 inča (12,7 mm). Zavarivanje laserskom zrakom ponekad može dovesti do poroznosti i krhkih rezultata.

Ultrazvučno zavarivanje

Ultrazvučno zavarivanje plastike

Ultrazvučno zavarivanje koristi visokofrekventne mehaničke vibracije niske amplitude (15kHz – 40kHz) za stvaranje topline. Vibracije stvaraju trenje, što omogućuje da se plastični polimeri tope, stvarajući vezu između dviju plastičnih površina. Ultrazvučno zavarivanje je brzo i ne koristi izravnu primjenu topline. To ga čini izvrsnim izborom za spajanje plastike kao što je polivinil klorid koji je sklon stvaranju para kada se koristi s drugim tehnikama. Međutim, može se koristiti samo za stvaranje preklapajućih spojeva na tankim trakama od plastike niske vlažnosti. Stoga je područje primjene prilično ograničeno za ovaj proces.

Spin zavarivanje

Usporeno zavarivanje plastike

Zavarivanje centrifugom je rotacijski postupak zavarivanja trenjem koji koristi pritisak i trenje između nepokretne i pokretne plastike (strug, glodalica, bušilica). Toplina i pritisak tope i povezuju dva komada plastike dok se hladi. Ovaj je postupak brz i jednostavan, što ga čini kompatibilnim s većinom plastike. Prije spajanja plastičnih dijelova potrebna je priprema površine za postizanje simetričnih površina.

Zavarivanje vibracijama

Zavarivanje plastike vibracijama – linearno zavarivanje

Vibracijsko zavarivanje spaja plastične materijale toplinom koja se stvara pritiskom i trenjem između dijelova koji se trljaju. Ima dvije klasifikacije:

• Linearno

  Jedan plastični dio miruje, dok se drugi materijal kreće naprijed-natrag, trljajući inertnu plastiku zadanom frekvencijom i amplitudom.

• Orbitalni

  Gornji plastični materijal kreće se kroz kružno kretanje, stvarajući zavareni spoj s nepokretnim plastičnim materijalom. Proces je sličan zavarivanju centrifugom, ali koristi složeniji stroj, u kojem se pokretni dio okreće u malom krugu. Znatno manji od veličine cijelog zgloba.

Vibracijsko zavarivanje ne zahtijeva dodatke niti pripremu površine, što ga čini prikladnim za stvaranje zavarenih spojeva između plastike nepravilnog oblika. Loša strana je što zahtijeva skupu opremu za vibracijsko zavarivanje i može zavarivati ​​samo određenu plastiku.

Zavarivanje vrućom pločom

Plastika za zavarivanje vrućom pločom

Zavarivanje vrućom pločom je tehnika zavarivanja plastike koja koristi vruću ploču za topljenje površina plastike. Komadići se spajaju kako bi stvorili čvrstu, zavarenu plastiku dok se hladi. Ova metoda je poželjna kod zavarivanja velikih plastičnih dijelova. Također je brži od drugih tehnika zavarivanja. Kao nedostatak, ne može zavarivati ​​plastiku ispod 0,1 inča (2,5 mm). Varilica za plastičnu ploču također zahtijeva često održavanje.

Visokofrekventno zavarivanje

Objašnjenje radiofrekvencije ili visokofrekventnog zavarivanja

Visokofrekventno ili radiofrekventno zavarivanje koristi elektromagnetsko polje (13MHz-100MHz) za topljenje i spajanje plastičnih polimera. Kako visokofrekventni generator stvara toplinu i topi plastiku uzrokujući osciliranje molekula pri velikim brzinama, istovremeno se primjenjuje pritisak kako bi se stvorio jak zavareni spoj. Ova metoda je nevjerojatno učinkovita jer može postići brzinu zavarivanja od oko 100 do 120 m/min. Zavarivači moraju nositi zaštitnu opremu i poduzeti mjere opreza jer generator može zračiti veliku količinu topline.

Zavarivanje otapalom

Akrili za zavarivanje otapalom

Otapalo ili mješavina otapala (obično metil etil keton) nanosi se između plastičnih dijelova kako bi se stvorio jak zavareni spoj. Za razliku od drugih metoda koje koriste plastičnu šipku za punjenje ili omekšanu plastiku za spajanje plastike, zavarivanje otapalom koristi kemijsku vezu otapala. Ova tehnika je jednostavna i jeftina, savršena za plastične cijevi, makete i opću izradu. Nepravilna priprema površine ili primjena otapala može uzrokovati pucanje uslijed naprezanja i slabu cjelovitost spojeva.

Sigurnost zavarivanja plastike

Iako se zavarivanje plastike općenito smatra sigurnijim i jednostavnijim od poznatih metoda zavarivanja kao što je zavarivanje punjenom jezgrom, na primjer, ipak je najbolje razumjeti sigurnosne mjere. Zaštita od para i opeklina može se prakticirati pravilnom ventilacijom i nošenjem zaštitne odjeće.

Zamotavanje

Zavarivanje plastike pokriva širok raspon primjena tako da mnoge industrije iskorištavaju prednosti stvaranja čvrstih veza materijala. Metode ispitivanja s razaranjem i bez razaranja ključne su kako bi se osigurala visoka kvaliteta procesa zavarivanja plastike. Dok ove metode ispitivanja smanjuju rizik i poboljšavaju sigurnost zavarivanja, proces zavarivanja kojim upravlja softver dodatno poboljšava preciznost zavarivanja plastike.