Spawania tworzyw sztucznych jest zestaw technik spawania dwa elementy z tworzywa sztucznego . Wybór konkretnej techniki jest powiązany z rodzajem zastosowanego tworzywa sztucznego, geometrią części, które mają być montowane, wymaganym czasem cyklu zgrzewania, a także kosztem zastosowanych środków. Te techniki spawania opierają się na miejscowym nagrzewaniu materiałów przeznaczonych do spawania. Materiały są podgrzewane, w zależności od zastosowanej techniki, albo przez zewnętrzne dostarczanie ciepła, albo przez wytwarzanie ciepła wywołanego przez sam proces. W związku z tym za pomocą tych technik można zgrzewać tylko materiały termoplastyczne .
Zgrzewanie gorącym ostrzem polega na umieszczeniu dwóch części z tworzywa sztucznego jedna nad drugą, pozostawiając między nimi odstęp około jednego centymetra. W tej przestrzeni wprowadzono lustro, które ogrzewa się po obu stronach. Następnie dwie plastikowe części stykają się z lustrem, aż temperatura materiału osiągnie temperaturę topnienia powierzchni. Po osiągnięciu temperatury topnienia wystarczy zdjąć rozgrzane lusterka i na kilka sekund zetknąć ze sobą dwie plastikowe części. Po kilku sekundach ostygnięcia wykonuje się zgrzew.
Zgrzewanie ultradźwiękowe to szybka i ekonomiczna technika łączenia materiałów topliwych, takich jak niektóre tworzywa sztuczne . Sposób ten może być łatwo stosowany do polimerów o temperaturze topnienia poniżej 200 ° C ( PE , PP , itp ). Dla polimerów o temp. Topnienia powyżej 200 ° C montaż części wymaga większych parametrów technicznych (dłuższy czas zgrzewania, profil i rodzaj sonotrody , moc i zakres częstotliwości użytkowania).
Drgania o wysokiej częstotliwości są wysyłane do obu części za pomocą wibrującego narzędzia zwanego sonotrodą lub głowicą lutowniczą. Zgrzewanie odbywa się dzięki ciepłu wytwarzanemu na styku dwóch części.
Niezbędne wyposażenie obejmuje:
Typowe częstotliwości wahają się od 20 do 70 kHz, a amplitudy drgań wahają się od 10 do 120 µm , w zależności od rodzaju materiału i kształtu montowanych części.
Spawanie rotacyjne to idealna metoda wykonywania mocnych, szczelnych spoin między plastikowymi częściami obrotowymi. Jedna część jest nieruchoma, podczas gdy druga jest poddawana działaniu ciśnienia okrężnym ruchem pierwszej.
Zalety w stosunku do zgrzewania ultradźwiękowego to:
Jeżeli wzajemne położenie dwóch części musi znajdować się w określonym położeniu, konieczne będzie zapewnienie ogranicznika w położeniu kątowym.
Podczas spawania rotacyjnego ciepło jest wytwarzane przez obrót i nacisk wywierany na części. Jeśli dwie części mają różną długość, to mniejsza część zostanie obrócona, aby ograniczyć obracającą się masę, a tym samym skutki bezwładności.
Powszechnie stosowane metody są podzielone na dwie grupy.
Spawanie narzędzi obrotowychPodczas spawania część napędzająca część obrotową zazębia się z wałem napędowym i obie części są dociskane do siebie. Pod koniec cyklu wał napędowy jest odłączany, ale ciśnienie jest utrzymywane przez kilka chwil (zmienne w zależności od spawanego tworzywa sztucznego).
Spawanie narzędziami bezwładnościowymiEnergia potrzebna do spawania jest magazynowana w kole zamachowym, przenoszącym zespół z jedną z spawanych części, przyspieszany do żądanej prędkości. Dwie części są następnie mocno zaciskane względem siebie, aż do zatrzymania ruchu.
Spawania laserowego wniosek, że jedna z części jest przezroczysta, a druga jest nieprzepuszczalna dla danej długości fali laserów stosowanych. Dwie części są poddawane działaniu ciśnienia, podczas gdy wiązka laserowa (o długości fali od 800 do 1100 nm ) przemieszcza się wzdłuż złącza, przechodząc przez pierwszą część i pochłaniana przez drugą część. Wytworzone w ten sposób ciepło topi materiał, tworząc trwałą spoinę w fazie chłodzenia. Możliwe jest również połączenie ze sobą dwóch przezroczystych części za pomocą absorbującego lakieru umieszczonego na styku.
Stosowane głównie do zgrzewania arkuszy PVC, są one umieszczane między mosiężną elektrodą a marmurem. Prąd o wysokiej częstotliwości (zwykle 27,12 MHz ) topi materiał zgodnie z kształtem elektrody. Przykładami produktów zgrzewanych w tym procesie są: osłony przeciwsłoneczne, etui na karty, ochraniacze na dokumenty (etui na książeczki czekowe itp.).
Proces zgrzewania wysokiej częstotliwości jest stosowany do natychmiastowego zgrzewania materiałów termoplastycznych. Składa się z pola elektrycznego, które pozwala na drgania molekularne niezbędne do wewnętrznego nagrzania, powodując zmiękczenie spawanych powierzchni.
Liniowe zgrzewanie tarciowe (znane jako zgrzewanie wibracyjne), zgrzewanie „orbitalne” tarciowe, montaż gorącym powietrzem, zgrzewanie punktowe, klejenie ultradźwiękowe lub gorącym powietrzem, spawanie na podczerwień, spawanie z podgrzewanym lustrem, zgrzewanie skrętne, zgrzewanie chloroformowe itp.