Меню

Сварочный экструдер для металла



Конструкция и применение сварочного экструдера

Слово «экструдер» в буквальном смысле означает «выталкиватель». Так называют группу аппаратов, предназначенных для выдавливания на поверхность различных полужидких масс, в том числе полимерных (пластиковых), резиновых и прочих. Экструдер для резиновой массы иногда называется также шприц-машиной.

Принцип действия

Сварочный экструдер — специализированный аппарат для так называемой экструзионной сварки, которая применяется для соединения полимерных материалов различных классов — полиэтилена высокой (ПВД) и низкой (ПНД) плотности, полипропилена, поливинилхлорида (ПВХ) и других наиболее часто применяемых в быту и промышленности пластиков.

Экструзионная сварка — это процесс соединения полимерных материалов с помощью расплавленной до консистенции густой сметаны массы из материала, однородного со свариваемыми или схожего с ними по физико-химическим свойствам.

В отличие от более известной сварки металлов, соединение деталей из пластмассы экструзией не подразумевает расплавления кромок соединяемых деталей, хотя нагрев до определенной степени все равно происходит.

Шов образуется при отвердевании и схватывании с кромками полурасплавленной экструдированной массы. При этом достигается высокая прочность сварного соединения — до 0,8 от прочности основного материала.

Сварка пластика экструдером наиболее часто применяется в сантехнике — для соединения водопроводных труб, в строительстве, при различных работах, целью которых является изготовление любых пластиковых конструкций — баков, понтонов, теплиц.

Изготовление экструдируемой массы осуществляется либо из полимерных гранул — исходного материала для создания любых пластиков, либо из так называемых присадочных прутков, которые перемалываются до гранулированного состояния внутри самого экструдера.

В роли прутка в некоторых (не во всех) моделях может выступать узкий отрезок того же материала, который планируется сварить. Например, при сварке изделия из полипропиленовых листов можно применять в качестве прутка ненужный отрезок полипропилена, но не другого пластика.

Большинство сварочных экструдеров западного производства предназначены для использования с присадочным материалом от того же производителя. Отечественные разработки менее требовательны к присадке. Ручной сварочный экструдер в обиходе часто называют экструзионным пистолетом. \

Конструкция

Любой сварочный экструдер — это сдвоенное устройство. Один из его узлов — мощный нагреватель с реле температуры, который предназначен для расплавления пластика. Другой является собственно выдавливающим устройством, снабженным шнековым механизмом, который подает расплав через сопло-насадку.

В зависимости от типа питания (пруток или гранулы) в составе экструдера может присутствовать измельчитель (дробилка). Твердый материал нагревается до нужного состояния дольше, и для его подачи нужна конструкция более сложного типа, чем традиционный недорогой и простой в эксплуатации шнек. Таким образом, менее сложные и менее дорогие экструдеры в большинстве своем сконструированы под питание гранулами.

В общем случае конструкция типового экструдера содержит, кроме вышеназванных, следующие узлы и элементы:

  • асинхронный электродвигатель;
  • «обойму» для питания;
  • экструзионную камеру;
  • камеру для расплавления;
  • ТЭН;
  • насадку-сопло (у хороших моделей — комплект из нескольких насадок);
  • прямую и боковую рукоятки;
  • блок управления с термостатом.

В зависимости от типа питания сварочного экструдера подаваемая присадка либо сразу попадает в камеру расплавления (сыпучие гранулы), либо поступает в экструзионную камеру, где подвергается предварительному нагреву, измельчению, и только после расплаву. Расплавленная масса через сопло подается на сварочный шов, где застывает за считаные секунды.

Для каких материалов применим

Качественный сварочный экструдер должен иметь блок регулировки с механическим, сенсорным или кнопочным управлением, которое позволит менять температуру нагрева смеси.

Дело в том, что разные пластики плавятся при различной температуре. Наименьшая она у ПНД — 120-130 °C (в зависимости от марки), наивысшая — у поливинилхлорида — до 220 °C. Остальные популярные промышленные полимеры имеют температуру плавления в пределах 170-200 °C.

Читайте также:  Требования к термической обработке металлов

Экструзионной сварке можно подвергать только пластики из группы термопластов. Материалы из группы реактопластов расплавлению с последующим восстановлением не подвергаются, при высокой температуре они просто начинают гореть.

Самодельное устройство

Сварочный экструдер относится к сложным механизмам для профессионального использования. Его цена начинается от 30 тысяч рублей за самую простую модель, и может доходить до ста тысяч и более за мощную и высокопроизводительную. Отечественные разработки также представлены на рынке, они на 10-20% дешевле импортных, но все равно стоят достаточно дорого.

Поэтому при возникновении разовой необходимости сварить, к примеру, две водопроводных трубы (их обычный материал изготовления — полипропилен) проще воспользоваться экструдером, сделанным своими руками. Самый простой вариант конструкции представляет собой мощный строительный фен, снабженный насадкой для прутка — либо самодельной, из жести, либо промышленного изготовления.

Подача прутка в этом случае будет производиться вручную. Мощности фена хватит для его расплавления, но качество шва, конечно, будет ниже, чем у промышленных моделей.

Если позволяют возможности, фен можно соединить со шнековым или плунжерным приводом для подачи питания. В этом случае, если смонтировать приемную камеру, можно будет использовать гранулированное сырье.

Двигатель для привода рекомендуется коллекторный, так как работа экструдера подразумевает постоянное изменение крутящего момента. Двигатели других типов хуже выдерживают такой режим работы.

Источник

Основные принципы и схема работы ручного сварочного экструдера

Среди обильного многообразия сварочных аппаратов на современном рынке особое место занимает ручной сварочный экструдер. Ручной экструдер для сварки представляет собой аппарат для соединения изделий из полиэтилена, полипропилена, пропилена, иных разновидностей пластмасс, пластиковых листов, пленки, ёмкостей (бочек, бассейнов и прочее), колодцев, детских горок и так далее. Редко используется для соединения изделий из ПВХ. Не подлежит для использования в сварке трубопроводов, так как прочность таких соединений не более 80%, они не будут герметичными.

Принцип работы этого аппарата заключается в следующем: горячий воздух подаётся из сопла экструдера и нагревает пространство (сварочная канавка или стык) между плоскостями деталей, доводя их до состояния пластика. Вместе с тем пруток подается в рабочую зону оборудования, нагревается и смешивается со шнеком (или диском), а затем образует однородную массу из пластика. Сквозь фильеру или сварочный башмак выдавливается полимер в расплавленном состоянии, затем после полного остывания получается готовый шов. Выдавливание полимера можно представить как выдавливание зубной пасты из тюбика.

Требование к идеальной чистоте при этом виде сварки самые жесткие. Тщательно очистить поверхности необходимо непосредственно перед началом сварки.

Соединяемые поверхности должны быть одинаковыми. Под этим понятием в данном ключе понимается одинаковый химический состав, плотность и текучесть материала. Пруток по этим показателям должен быть идентичный свариваемым деталям.

Виды ручного сварочного экструдера

  1. Шнековые (присадочный материал расплавляется в шнековом (экструзионном) отделении аппарата и выдавливается наружу с помощью шнека). Присадочный материал – это пруток или специальные гранулы, которые помещаются в шнековое отделение и уже там под воздействием высокой температуры при взаимодействии со шнеком становятся однородной массой, готовой к использования.
  2. Безшнековые или плунжерного типа. Пруток в таких экструдерах нагревается сначала с помощью электронагревателей вокруг области нагрева, а задняя твердая часть присадочного материала выступает в качестве поршня для передней уже вязкой массы.
  3. Комбинированные (сочетаются два вышеизложенных вида).

Безшнековые сварочные экструдеры обладают меньшей производительностью по сравнению со шнековыми. Но есть и плюсы: лёгкость и компактность, что позволяет использовать его в труднодоступном месте.

Особенность и приоритетность использования обусловлена следующими факторами.

  1. Ручной экструдер для сварки может варить изделия с толстыми стенками.
  2. Быстрая скорость сварки.
  3. Сведение к минимуму человеческого фактора. Здесь не требуется следить за состоянием сварочной ванны, как при сварке металла, контролировать правильное выведение сварочного шлака, выводить «ёлочки» и «зигзаги». Использовать это оборудование новичку будет проще всего.
Читайте также:  Твердосплавные сверла для закаленных металлов

Ручной сварочный экструдер: схема работы

При осуществлении соединения обе детали должны быть нагреты. Ручной сварочный экструдер для целей нагревания поверхностей перед выдавливанием присадочного материала может содержать в своей конструкции специальный нагреватель потока воздуха или по-другому термофен. Также нагретый поток воздуха может идти от внешнего оборудования: компрессор или пневмосеть организации. Нагрев присадочного материала осуществляется с помощью специальных электрических нагревателей вокруг шнековой (экструзионной) камеры. Но в более старых экструдерах нагрев камеры происходит с помощью горячего воздуха, который используется для нагрева зоны сварки. Перед нагревом области сварки воздух проходит вокруг шнекового отделения и расплавляет присадочный материал. Присадочный материал в расплавленном виде выходит наружу в зону сварки через сварочный башмак.

Сварка экструдером чаще всего применяется для полиэтилена низкого давления, полипропилена и других видов термопластов первой группы. У этого вида термопластов разница температуры расплавленного состояния и состояния термодеструкции около 50 градусов. Это говорит о том, что даже большой перегрев материала (примерно на 30-40 градусов) не способен сильно повредить его.

К термопластам второй группы относятся ПВДФ и ПВХ. У них разница температур между термодеструкцией и текучим состоянием материала незначительная, поэтому при сварке жесткие требования к работе отдела нагрева. При работе с термопластами второй группы существуют особые требования к шнеку, он должен быть специальной формы, чтобы более тщательно перемешивать массу, не допуская перегрева.

Также в процессе работы с ПВХ и ПВДФ экструдер не должен выключаться и/или долго находится в режиме ожидания.

Виды сварочных швов.

Существует несколько видов швов экструдером:

Шов после сварки экструдером получается за один раз.

Подготовительный этап сварки пластика

Отличительной особенностью экструзионной сварки является ее подготовительный этап. Малейшее загрязнение поверхностей будет причиной для некачественного шва (многие термопласты при воздействии воздуха подвержены процессу окисления). Поэтому очищение кромок нужно делать непосредственно перед сваркой – чтобы прошло не более 20 минут. В противном случае вам будет необходимо очистить поверхности заново. Для очищения не рекомендуется использовать растворитель.

Выполнение сварки экструдером

Если аппарат используется не впервые, тогда нужно удалить присадочный материал, используемый ранее. Даже если он того же состава. Повторный нагрев присадочного материала снижает его прочность.

Перед непосредственным началом сварки необходимо снять блокировки холодного пуска, нагреть аппарат и сварочный башмак до температуры, необходимой для работы, настроить производительность.

В процессе сварки необходимо поддерживать нужный угол наклона сварочного аппарата в зависимости от вида проделываемого шва. Если вам необходимо сделать перерыв, то экструдер нужно поставить на специальную подставку. Если перерыв планируется длительный – уменьшите температуру примерно на 40-50 градусов. Такое понижение температуры позволит приостановить нагревание присадочного материала и быстро возобновить работу.

Таким образом, сварка ручным сварочным экструдером является одной из самых несложных в применении среди остальных видов сварки и с применением других аппаратов. Совсем не необходимо быть профессионалом. Нужно лишь соблюдать инструкцию по эксплуатации экструдера и соблюдать вышеизложенные правила при работе с аппаратом и свариваемыми материалами.

Источник

Ручной сварочный экструдер

Содержание:

Особое почетное место среди имеющихся аппаратов для сварки пластиковых изделий занимает ручной сварочный экструдер. С его помощью имеется возможность соединять между собой воедино различные полимерные детали.

Сфера применения

Сварочный экструдер находит применение для соединения деталей из полиэтилена, как высокой, так и низкой плотности, поливинилхлорида, полипропилена и других различных видов пластмассы. Такой аппарат может использоваться при профессиональных работах и в быту.

Читайте также:  Классификация металла по маркам

Конструкция

Внешний вид аппарата напоминает собой пистолет с ручкой. Внутри ручки расположен приводной электродвигатель. Такая конструкция является компактной. Устройство экструдера условно можно разделить на две части. Первая из них представляет собой нагревать с большой мощностью, функция которого заключается в расплавлении соединяемого пластика. Удобство при работе обеспечивает наличие реле температуры.

Другая часть — это выдавливающее устройство. Оно снабжено шнековым механизмом, с помощью которого через насадку в виде сопла расплав подается на место сварки.

В конструкцию входят следующие элементы:

  1. Электропривод. В качестве него используется трансформатор большой мощности.
  2. Нагреватель с вентилятором. При подключении к электросети образуется горячий воздух, поток которого приводит к размягчению соединяемых деталей.
  3. Камера подачи материала. Имеет форму полой внутри трубы. По центру расположен шнековый винт, функция которого заключается в измельчении подаваемого внутрь пластика и продвижении его к выходу.
  4. Экструзионная камера. Место скопления измельченного и расплавленного материала, который под действием давления выходит из отверстия, расположенного в конечной части камеры.
  5. ТЭН. Этот элемент предназначен для создания своеобразной нагревательной рубашки вокруг обеих камер, что гарантирует нагрев пластика и его расплавление.
  6. Сварочный башмак. Представляет собой насадку, надеваемую на сопло экструзионной камеры, благодаря чему расплавленная масса обретает определенную форму.
  7. Блок регулировок. В блоке расположены органы управления, с помощью которых может осуществляться изменение параметров режима сварки, в том числе скорость, с которой происходит вращение шнека.

Питание прибора осуществляется от электросети.

Виды аппаратов

Экструдер для сварки пластика может иметь разные виды исполнения. Первый из них называется шнековым. При этом присадочный пруток или гранулы размещаются в специальном отделении, где под воздействием высокой температуры превращаются в однородную массу, пригодную к началу использования.

Существует экструдер для сварки без шнекового типа, называемого плунжерным. Разница заключается в том, что присадочный пруток нагревается с помощью электронагревателя непосредственно вокруг места будущего соединения. Тыльная твердая часть прутка действует как поршень для продвижения вязкой массы. Также имеется комбинированный вид устройств.

Принцип действия

Ручной экструдер для сварки пластика является термомеханическим устройством, которое вначале осуществляет нагрев пластика до состояния вязкости, а затем выдавливает размягченную массу в зону сварки изделий.

Перед началом сварки устройство необходимо заправить присадочным прутком, который должен быть изготовлен из того же материала, что и соединяемые изделия. Присадочный пруток пропускается через отверстие приемной втулки, расположенной на верхней панели устройства. При этом свободный конец прутка должен попасть в зону действия шнека. Вместо прутка могут использоваться специально предназначенные для этого полимерные гранулы.

Сварка экструдером осуществляется следующим способом:

  1. При включении в электросеть начинается разогрев присадочного прутка или гранул, который происходит под действием струи горячего воздуха.
  2. Через некоторое время, определяемое датчиком аппарата, происходит подача разогретого прутка в зону, где происходит его размельчение.
  3. Вращающийся шнек раздробляет пластик, из которого изготовлен пруток.
  4. Полученная масса, перемещаясь по своему пути, попадает в зону плавления.
  5. Под действием давления, осуществляемого движениями шнека, гомогенизированная масса поступает через сопло в зону сварки, и с прижимом выдавливается в виде полосы на соединяемые детали. Ширина полосы зависит от формы сопла.
  6. Происходит медленное остывание полученного соединения.

Сварка пластика экструдером предусматривает возможность выставления необходимой температуры, которая зависит от температуры, при которой происходит плавление данного вида материала. Чтобы исключить прилипание остатков присадочного материала в сварочной камере, терморегулятор отключает нагрев, пока еще продолжается вращение шнека.

Интересное видео

Источник