начение к-рой — упрочнение и герметизация сварного шва (см. рис. 2, в — д). Размер прутка треугольного сечения соответствует размерам полости между скошенными свариваемыми кромками (т. наз. разделка шва). Подготовку к С. встык проводят в соответствии с рекомендациями, приведенными в табл. 1. Скашивание кромок в этом случае, как и при получении угловых и тавровых швов, повышает прочность соединения. При С. внахлестку и встык с накладкой кромки не скашивают. При получении стыковых и угловых швов между краями деталей оставляют по всей их толщине зазор 0,5—1,5мм.

Последовательность заполнения полости шва

Рис. 3. Последовательность укладки прутков (показана цифрами) при получении V-образного (а) и Х-образного (б) сварных швов.

присадочным материалом показана на рис. 3. Заключительную операцию С. V-образного шва совершают с обратной стороны детали (со стороны корня шва), предупреждая этим образование в шве участков, не заполненных присадочным материалом.

Газом-теплоносителем чаще всего служит воздух; при С. термопластов, к-рые подвержены сильной термоокислительной деструкции,— гл. обр. азот. Темп-ра газа на выходе из сопла сварочного аппарата должна быть на 50—100°С выше, чем Гт полимера, т. к. на участке между соплом и свариваемой поверхностью теплоноситель охлаждается. Давление газа составляет 35— 100 кн/м2 (0,35—1,0 кгс/см2). С увеличением диаметра присадочного прутка в пределах 2—4 мм усилие, оказываемое рукой на присадочный материал (оно м. б. определено с помощью динамометра), повышают от ~10 до ~20 и (от 1 до 2 кгс) при С. полиолефинов и полиамидов и от ~ 15 до ~40 н (от 1,5 до 4,0 кгс) — при С. жесткого поливинилхлорида. Для мягких присадочных прутков, не выдерживающих осевого давления, применяют прикаточные ролики (рис. 4); усилие прижима, оказываемого рукой, составляет 10—30 н (1—3 кгс). Скорость укладки прутка (обычно 0,1—0,2 м/мин), зависящая от темп-ры газа, с увеличением диаметра прутка уменьшается, однако общая скорость заполнения шва (скорость С.) при этом возрастает.

С. нагретым газом с применением присадочного материала распространена при изготовлении химич. аппаратуры, в частности при футеровке электролизных и травильных ванн, а также при стыковке труб, листов линолеума и др. Для ее осуществления применяют различную по конструкции аппаратуру, в к-рой газ-теплоноситель нагревают при помощи электроэнергии или газового пламени. Недостатки этого метода — низкая производительность, высокая стоимость работ, сложность поддержания постоянных режимов С.

Повышению производительности процесса в 3—4 раза (иногда в 5—10 раз) способствует предварительный подогрев основного и присадочного материалов до темп-ры, близкой к Тт. Такая С, наз. скоростной (рис. 5), идет при более высоких темп-рах теплоносителя; расход газа в этом случае на 5—10 л/мин больше, чем при С.

Таблица 1. Условия подготовки листовых термопластов при сварке встык нагретым газом

Предварительная обработка материала

Угол скашивания стыкуемых кромок, град

Толщина свариваемого материала, мм

Термопласты

о. В

25—30

> 3

Снятие окисленного поверхностного слоя

? а > я

>4 > 4

25—30 20-25

< 4

< 6

Выдержка 10 ч при

80 °С

< 5

30-35 *

< 5

> 5

4—6 2,5

3 ** без подогрева. Скоростная ручная С. удобна для изготовления протяженных швов на плоских и цилиндрич. поверхностях. При использовании предварительно подогретого прутка, сечение к-рого соответствует профилю шва, возможна С. за один прием, т. е. отпадает необходимость в укладке нескольких прутков (см. рис. 3).

Рис. 5. Схема скоростной сварки нагретым газом с предварительным подогревом основного и присадочного материалов: 1 — присадочный материал; 2 — направляющий канал; з — основание сопла нагревателя; 4 — свариваемый материал; 5 — сварной шов; р — давление на присадочный материал; а — направление сварки (пунктирными стрелками показана подача нагретого газа).

Скоростной С. надежно соединяют полиэтилен высокой плотностд и полипропилен. Для ее осуществления созданы ручные, полуавтоматич. и автоматич. сварочные аппараты. В двух последних обеспечивается регулирование скорости и направления подачи присадочного материала, а также темп-ры нагрева. Скорость С. возрастает при использовании устройства непрерывного действия, включающего два последовательно расположенных аппарата: с помощью одного заваривают корень шва, с помощью другого заполняют основную полость шва двумя прутками. При этом получают соединение высокого качества, поскольку основной материал нагревается до темп-ры С. только один раз.

Сварка нагретым газом без применения присадочного материала возможна по периодич. или непрерывной схеме. В первом случае соединяемые поверхности нагревают целиком, во втором — последовательно их отдельные участки. Один из вариантов С. по периодич. схеме показан на рис. 6. Соединение с максимальной прочностью образуется при непрерывной С. «на ус» (см. рис. 2, л). При С. листовых термопластов внахлестку (см. рис. 2, ж) возможно такое перемещение клиновидного наконечника сварочного аппарата, при к-ром осуществляется контактный подогрев поверхностей. Для соединения последних целесообразно использовать прикаточные ролики. Прочность сварных соединений, получаемых без

Рис. 6. Схема нагрева (а) и сварки (б) сосуда нагретым газом: 1 — сосуд; 2 — нагреватель; з — прижимные губки; 4 — сварной шов; в — направление перемещения губок; г — подача нагретого газа; р — давление.

применения присадочного материала, выше, чем при его применении. Скорость С. может достигать 0,25— 0,30 м/мин. Метод используют гл. обр. для соединения плоских изделий прямолинейным швом. С. пленок м. б. выполнена при подводе тепла к внешним поверхностям свариваемого пакета или к кромкам сложенного пакета, выступающим над поверхностью ограничительных (прижимных) губок. В последнем случае пленки часто оплавляют открытым пламенем; скорость соединения может достигать десятков м/мин.

Сварка нагретым инструментом. Соединяемые детали нагреваются в результате контакта с металлич. брусками, лентами, дисками, пластинками или с др. инструментом. Нагретые детали спрессовывают, а затем охлаждают. Инструментом м. б. нагрета внешняя поверхность деталей или сами соединяемые поверхности. В первом случае различают контактно-тепловую С. прессованием (детали нагревают и спрессовывают одновременно) и термоимпульсную С.

При контактно-тепловой сварке прессованием используют постоянно нагретый инструмент с большой теплоемкостью. Детали нагревают с одной или с двух сторон (двухсторонний нагрев облегчает С). Необходимая темп-ра в месте С. толстостенных деталей устанавливается лишь спустя нек-рое время (доли ч) после их соприкосновения с инструментом. Длительность, разогрева материала в месте соединения уменьшается до нескольких мин при использовании инструмента, нагретого на 20—50°С выше Тт полимера (в зависимости от толщины детали). Однако при этом повышается опасность термодеструкции полимера. Перегрев поверхности нежелателен также и потому, что инструмент, оказывая давление на размягченный материал, деформирует его в зоне шва. Деформирование уменьшают, применяя ограничители хода инструмента или распределяя давление на зону, ширина к-рой превышает ширину зоны шва. Чтобы исключить прилипание пластмассы к инструменту, применяют разделительные прокладки из фторопласта-4, полиимида, целлофана. Охлаждение под давлением предупреждает коробление изделий, но процесс значительно удлиняется; поэтому такую технологию применяют гл. обр. в мелкосерийном производстве, при ремонтных работах, а также при С. фторопласта-4 (в промышленных условиях этот полимер сваривают только таким методом).

Детали м. б. соединены одновременно по всей поверхности шва; протяженные швы образуются в результате ряда последовательных операций. Для непрерывного получения шва значительной длины, напр. при С. плеРис. 7. Схема ленточной контактно-тепловой сварки пленок: 1 — свариваемые пленки; 2 — бесконечная лента; 3 — нагревательные губки; 4 — охладительные губки; 5 — сварной шов; б — прижимные ролики; 7 — пружины; р — давление прижима; а — направление

сварки. « ' о i

ночных изделий, м. б. использована как ручная, так и механизированная С. В первом случае применяют инструмент в виде полоза, во втором—в виде роликовых или ленточных устройств. Использование последних (рис. 7) дает возможность охлаждать сварной шов перед снятием давления. Контактно-тепловой С. прессованием получают след. типы швов: стыковые с накладкой, на-хлесточные, «на ус» и Т-образные (см. рис. 2). Помимо фторопласта-4, этим способом сваривают полиметил-метакрилат, полистирол, полиамиды, поливинилхлорид, полиолефины, полиимиды.

Для термоимпульсной сварки используют малоинерционный нагреватель (ленту или проволоку), через к-рый периодически пропускают электрич. ток. При его отключении сварной шов быстро охлаждается. Наиболее распространенная схема термоимпульсной С. (рис. 8) применяется для соединения пленок, гл. обр. полиолефиновых, толщиной 20—250 мкм. С. можно проводить внахлестку или в торец; нахлесточ-ные швы имеют более высокую прочность при растяжении.

При проплавлении свариваемого пакета по всей его толщине (напр., нагревателем в виде проволоки) можно одновременно получить два торцевых шва и разделить изделия или отделить припуск материала. Ускорить охлаждение сварного шва в этом случае можно с помощью сжатого воздуха. В зависимости от типа материала и его толщины длительность нагрева составляет от десятых долей сек до нескольких сек, давление — от 10 кн/м2 (0,1 кгс/см2) до 0,2—0,3 Мн/м2 (2—3 кгс/см2). Швы длиной более 1,0—1,5 м могут быть получены при шаговом перемещении материала относительно инструмента.

При сварке способом нагрева инструментом соединяемых поверхностей соединение м. б. получено в результате одновременного нагрева всей поверхности шва или последовательного нагрева ее отдельных участков (т. н. непрерывная схема). Первый способ наиболее широко применяют при стыковке труб, плит, профилей и др. полуфабрикатов из жестких термопластов