Лабораторная работа № 6

Лабораторная работа № 6

по дисциплине «Сварка и пайка неметаллических материалов»

Тема «Получение сварных соединений из пластмасс с помощью растворителей»

Цель работы:

Проанализировать влияние различных растворителей на процесс образования сварных соединений из пластмасс.

Методическое обеспечение:

Методические указания к практической работе.

Конспект лекции.

Содержание темы:

Сварка с помощью растворителей основана на способности растворителя облегчать диффузию макромолекул термопластичных полимеров при обычной температуре. По своей природе сварка с помощью растворителей относится к диффузионной сварке.

Поверхности, подлежащие соединению, смачивают растворителем, в результате чего они приобретают липкость, характерную для сильно набухшего полимера. Затем соединяют, прикладывают небольшое давление, выдерживают определенное время для облегчения взаимной диффузии макромолекул в набухших слоях контактирующих поверхностей.

Небольшое количество растворителя, применяемого для смачивания поверхностей, не может вызвать высокой степени набухания, поэтому скорость диффузии макромолекул ниже, чем у тех же полимеров, нагретых до температуры выше температуры текучести. Таким образом, сварка с помощью растворителей требует значительно больше времени для образования прочного соединения, по сравнению со сваркой нагревом.

Для ускорения процесса соединения и повышения прочности соединения сварку растворителем проводят с присадочным материалом. Чаще всего в качестве присадочного материала служит тот же, что и соединяемый полимер. Присадочный материал на соединяемых поверхностях быстрее диффундирует в пограничные слои обоих листов полимера, способствуя более быстрому и полному нарушению поверхности раздела.

Применение в качестве присадочного материала полимера, предварительно растворенного в растворителе, делает этот способ сварки схожим с процессом склеивания. Однако сварка с помощью растворителей характеризуется полным отсутствием поверхности раздела.

Наличие растворителя приводит к некоторому увеличению объема полимера в зоне шва, что приводит к накапливанию внутренних напряжений в близлежащих слоях. Для предотвращения этого явления сварку следует проводить присадочным материалом идентичным основному материалу.

Основными соединениями при сварке пластмасс растворителями являются нахлесточные и стыковые с накладкой. Величина нахлестки должна быть не менее четырехкратной толщины листа. Толстостенные изделия (трубы, стрежни) соединяют встык без накладок.

Перед сваркой поверхности должны быть тщательно подготовлены (очищены от пыли и обезжирены). Не рекомендуется использовать для обезжиривания и очистки растворитель полимера, т.к. в этом случае на набухающей поверхности легко остаются загрязнения.

Растворитель или раствор полимера наносят методом погружения, распылением, кистью.

Размягчение поверхности должно произойти на глубину до 0,5-1,0 мм. Продолжительность открытой выдержки деталей перед запрессовкой выбирают опытным путем.

Сдавливание образцов осуществляют на гидравлических, пневматических, винтовых прессах; струбцинами. Выдержка под давлением должна продолжаться до образования твердого сварного шва.

Сварка органического стекла. Для сварки в качестве растворителей применяют ацетон, уксусную кислоту, дихлорэтан и др. Растворитель на поверхности деталей наносят мягкой кистью. Продолжительность открытой выдержки не должна превышать более 2 мин, выдержка собранных деталей до момента запрессовки более 15 мин. Давление запрессовки 2-5 кгс/см². Собранные детали выдерживают под давлением при температуре не ниже 15 ⁰С не менее 4 ч при использовании дихлорэтана и не менее 8 ч при использовании уксусной кислоты. Механическая обработка и эксплуатация сваренных изделий возможна не ранее 24 ч после распрессовки.

Контрольные вопросы:

1. В чем заключается сварка с помощью растворителей?
2. Чем данный способ соединения отличается от склеивания?
3. Назовите способы нанесения растворителя на поверхность деталей.
4. От чего зависит прочность сварных соединений?

Содержание отчета:

1. Название работы.

2. Цель работы.

3. Ответы на контрольные вопросы

4. Выводы