Наиболее эффективные процессы склеивания пластмасс происходят, когда сам полимер находится в жидком или размягченном состоянии.
Необходимый инструмент
В этом случае можно использовать следующие инструменты для сварки:
Возможности и принцип работы обычного паяльника знакомы практически каждому мастеру. Такой паяльник может иметь прямой или изогнутый конец.
Для сварки пластмасс используется инструмент горячего воздуха. Температура нагрева колеблется от +80 до +600 ℃ и плавно регулируется.
Обычно модели сварочных пистолетов оснащены большим количеством сопел, которые делают этот инструмент более удобным и эффективным.
Сопла помогают направить воздух в нужную область и создать необходимый угол. Высококачественные сварочные фены для сварки пластика имеют выходную мощность не менее 1600 Вт.
Сварочный пост — это сочетание обычного паяльника и аппарата для сварки пластика. Такое устройство способно решить множество задач. Благодаря контролю температуры и большому количеству насадок можно точно сварить как пластик, так и другие материалы.
Виды пластиков
Для того чтобы успешно отремонтировать деталь автомобиля, необходимо заранее определить, из какого пластика она сделана. Все пластмассы можно разделить на твердые и мягкие. К мягким относятся стеклопластики, которые не имеют маркировки.
Твердые пластмассы могут иметь различную маркировку, например, ABS, GF30, PAG6. Маркировка видна при взгляде на заднюю часть детали автомобиля. Полипропилен (маркировка PP) считается самым прочным пластиком.
Владельцам автомобилей часто приходится сваривать пластик ABS, так как этот материал используется для бамперов многих известных марок автомобилей.
Применение паяльника
Предположим, что пластиковый бампер вашего автомобиля сильно поврежден, и вам необходимо отремонтировать его с помощью сварки. Как вы это сделаете?
Чтобы облегчить сварку конструкции, необходимо снять ее с автомобиля. Также не помешает предварительно проверить маркировку. Скорее всего, деталь будет изготовлена из ABS-пластика.
Далее следует очистить поверхность бампера от грязи, остатков краски и лака. Кроме того, следует обезжирить всю пластиковую деталь. Затем необходимо соединить все части бампера между собой.
Для этого соединения рекомендуется использовать крепежи или скобы. Однако действуйте осторожно, чтобы не проткнуть пластик автомобиля.
Сварку пластика обычным паяльником следует начинать с внутренней стороны бампера автомобиля. Для этого один конец паяльника прочно фиксируется, а вдоль будущего шва устанавливаются специальные пластиковые электроды (хотя термин «электроды» в данном случае достаточно условен).
На следующем этапе пластиковый паяльник расплавляет материал электродов и заполняет все углубления в трещине. Этот процесс нужно повторять столько раз, сколько необходимо для получения швов, то есть он зависит от исходного количества дефектов и повреждений.
Теперь подождите, пока расплавленная масса (с характерными пузырьками) немного остынет, что занимает около пяти минут. Затем нужно разгладить швы на пластике.
В принципе, для этого процесса можно использовать любой тупой предмет. В труднодоступных местах поверхность можно шлифовать и разглаживать руками в перчатках. Полное затвердевание швов происходит через несколько часов. На этом этапе склеивание самоклеящегося материала можно считать завершенным.
Особенности
Сварка пластмасс — это процесс, при котором края пластмассовых деталей соединяются либо с помощью нагрева, либо с помощью химического воздействия. Для этих процессов также существуют нормативные документы, в частности ГОСТ Р ИСО 17659-2009. При сварке пластмасс постоянные связи создаются путем активизации диффузионных процессов. Молекулы соединяемых материалов смешиваются и проникают друг в друга в результате химической реакции или нагрева. Граница между материалами становится неразрывной.
Наиболее эффективные процессы склеивания пластмасс происходят, когда сам полимер находится в жидком или размягченном состоянии.
Именно на достижение этого результата направлены все процессы. Если диффузионное соединение невозможно, пластик растворяют и химически реактивируют или соединяют с наполнителями с нужными свойствами.
Для пластмасс свариваемость не является единым понятием. Все типы делятся на более крупные подгруппы в зависимости от их свойств.
- Хорошо поддающиеся сварке. Сюда входят термопласты и полимеры, соединять которые можно плавлением или другими методами, позволяющими нагревать изделия до жидкого агрегатного состояния или сильно размягчать их.
- Плохо свариваемые. Это термопласты, имеющие узкий температурный коридор плавления (менее 50 градусов) и небольшую вязкость расплава. Чаще всего такими свойствами обладают фторопласты и полуфабрикаты различных материалов с термопластичными свойствами. Для соединения таких пластиков приходится тщательно подбирать оптимальный способ сварки.
- Не плавящиеся. Эта группа термопластов обладает характеристиками, не позволяющими приводить их в состояние вязкости и текучести. Соединение возможно только при помощи химических реагентов на границе раздела материалов. Процесс сваривания таких пластиков требует значительных затрат времени.
- Не поддающиеся диффузионному воздействию. Сюда входят реактопласты и вулканизирующие полимеры. Для них используют методы сварки, при которых сочетается сразу несколько видов воздействия, в том числе с использованием давления или дополнительных агентов, образующих шов на границе материалов.
Метод воздействия определяется на основе свойств пластмассы и ее принадлежности к определенной группе веществ.
Способы сварки
В зависимости от того, к какой группе полимеров относятся склеиваемые материалы, они могут быть склеены различными способами. Существует множество методов, которые могут быть использованы для склеивания пластмасс в промышленном или частном секторе. Стоит подробнее рассмотреть наиболее распространенные из них.
Горячая
Процесс сварки горячим воздухом с направленным воздействием на материал. Поток воздуха, создаваемый пистолетом горячего воздуха, размягчает соединяемые полимеры. Этот процесс используется при производстве пластиковых контейнеров для воды и химикатов, водопроводной арматуры и теплообменников. Процесс также подходит для изготовления тканей и мембран, так как не требует использования наполнителей. Процесс сварки является быстрым и может выполняться непрерывно.
Термосваривание
Комбинированный процесс сварки, при котором на материал воздействуют тепло и давление.
Этот метод довольно широко распространен, но имеет жесткие требования к адгезионным свойствам пластмасс.
Они должны совпадать по составу не менее чем на 80 %. Для проверки совместимости контролируется маркировка и проводятся специальные испытания.
Экструзионная
При соединении линолеума и других материалов с плоской поверхностью используется процесс, очень подходящий для длинных сварных швов при толщине материала более 6 мм. Сварочный стержень вставляется в корпус ручного экструдера и подается в шов, а поверхность нагревается строительным феном или другим источником тепла. Все компоненты сплавляются вместе, образуя непрерывный шов.
Высокочастотная
Этот метод подходит для склеивания некоторых полимеров: ацетатов, полиамидов, поливинилхлорида. При воздействии электромагнитных волн ВЧ-диапазона происходит локальный нагрев шва. Пластик размягчается, и слои материала смешиваются. Этот процесс хорошо известен и используется уже более 70 лет. Также может существовать определение «высокочастотная сварка».
Индукционная
Процесс, специально разработанный для соединения пластмасс с низкой электропроводностью. Он предполагает создание соединения с дополнительными компонентами, такими как углеродные волокна и металлические прокладки. Индукционная катушка в сварочном аппарате взаимодействует с ними, нагревая и сплавляя компоненты. Этот метод широко распространен в аэрокосмической промышленности.
Ультразвуковая
Процесс сварки, при котором используются высокочастотные (15-40 кГц), низкоамплитудные ультразвуковые волны для создания колебаний.
Это размягчает полимерный материал, расплавляет его и сваривает в месте соединения.
Преимущество этого процесса заключается в том, что практически все существующие полимеры могут быть склеены без ограничений.
Лазерная
Процесс, в котором используется как давление в области соединения, так и сварка лазерным лучом. К соединяемым элементам прикладывается тепло, в результате чего пластмассы размягчаются и прилипают друг к другу. В этой технологии используются полупроводниковые диоды с различными длинами волн и мощностью, причем соответствующие параметры определяются свойствами соответствующего материала.
Трением
Процесс, при котором к пластику прикладывается круговое или боковое механическое усилие. Свариваемые пластиковые детали вибрируют с низкой частотой и высокой амплитудой до тех пор, пока они достаточно не нагреются. Результат схож с ультразвуковой сваркой, за исключением того, что не нужно использовать волновые источники тепла. Во время сварки зоны контакта заставляют слои деформироваться и проникать друг в друга. После охлаждения на границе раздела образуется сварной шов.
Что понадобится?
Чтобы успешно сварить пластик самостоятельно в домашних условиях, следует заранее приобрести необходимые инструменты и расходные материалы. Простейшим устройством является сварочный аппарат, который выпускается в модифицированном виде для труб и объемных фитингов, втулок или соединений с покрытием. Аппарат должен иметь регулятор нагрева в диапазоне до 260 градусов Цельсия.
Для работы с присадочными металлами подходит сварочный пистолет или фен со специальной насадкой для подачи прутка. Также следует приобрести сварочные стержни из связующего материала. Более удобным и практичным является выбор строительного фена, который позволяет работать одной рукой. При выборе аппарата важно обратить внимание на мощность — оптимальный диапазон составляет от 1,5 до 2 кВт.
Такие приборы также имеют термостат.
Экструдер — устройство, через которое расплавленный пластик подается в зону сварки. Такие устройства не самые дешевые, но они надежны и образуют ровный шов. Инструмент может быть контактным или бесконтактным, с дополнительным роликом для выравнивания нагретой массы. Первый вариант более безопасен в использовании. В качестве соединяемого материала обычно используется один и тот же присадочный металл.
Что означает маркировка на пластике
- PET полиэтилен низкого давления или полиэтилентерефталат. Применяется в основном для упаковки или расфасовки продуктов питания. Выпускается в виде пленки, пакетов или прозрачной тары для жидких и сыпучих товаров, а также напитков.
- HDPE уплотненный полиэтилен низкого давления. Используется для выпуска термоусадочной пленки и пакетов для расфасовки.
- V (PVC) поливинилхлорид –непищевой пластик, используется для изготовления прочных и долговечных предметов, таких, как хозяйственные ведра, рамы металлопластиковых окон, линолеум.
- LDPE Полиэтилен низкой плотности высокого давления. Применяется в производстве бутылок для напитков и молочных продуктов, пакеты для расфасовки, игрушки, трубы для холодной воды.
- PP полипропилен. Пластмасса химически не активна, термостойкая (до 150 °С), шире всего применяется в производстве медицинских товаров, термостойкой посуды и домашней утвари, игрушки, трубы и фитинги для горячей воды, и многое другое.
- PS полистирол. Также пищевой пластик, из него делают одноразовую посуду, домашнюю утварь, корпуса кухонных приборов. Если его вспенить, образует прекрасный пористый теплоизолятор — пенопласт, используемый в быту и в строительных работах.
- O Other (прочие) — материалы, не предназначенные для вторичной переработки, например, с включениями металла, бумаги или других веществ). Сюда же относятся пластмассы, не относящиеся к одной из шести групп.
Чтобы надежно склеить пластик, следует внимательно изучить информацию о продукте и выбрать клей, подходящий для конкретной группы полимеров. Еще один способ определить тип пластмассы — поджечь небольшой кусочек пластмассы. Каждый пластик горит со своим запахом и рисунком пламени. Чтобы надежно использовать этот метод в домашних условиях, необходимо иметь большой опыт.
Маркировка клея
Клеевые трубы также маркируются. К сожалению, система маркировки не всегда совпадает с маркировкой треугольника на пластиковом изделии. Наиболее часто на трубке встречаются следующие символы:
- PC- поликарбонат ( используется для перекрытия теплиц и навесов).
- ABS –сополимер акрилонитрила.
- PP полипропилен.
- PPMA органическое стекло общего назначения.
- PE- хорошо знакомый полиэтилен.
- PVC- еще один знакомый- винил, или поливинилхлорид.
- PS –полистирол.
- PA 66- полиамид.
- PUR полиуретан.
Если вы не являетесь экспертом в органической химии, дальнейшее изучение маркировки в домашних условиях, скорее всего, будет безрезультатным. Лучше всего прочитать инструкцию по применению, которая должна прилагаться к тюбику, чтобы узнать, какие пластмассы можно склеивать с его помощью.
Типы клеев
Разнообразие пластмасс, используемых в быту, идет рука об руку с разнообразием соединений и способов применения. Как сваривать пластмассы Чтобы разрушить поверхностный слой материала, необходимо разорвать химические связи между молекулами. Для этого используются специальные вещества — сильные растворители. Каждый растворитель подходит для своей группы пластмасс, в то время как материал из другой группы может даже не оставить следов. В основе каждого клеевого состава лежит такой растворитель. Кроме того, в состав могут входить и другие вещества:
- отвердитель, способствующий его высыханию;
- наполнитель — растворенные молекулы того вещества, для которого клей предназначен.
Одним из самых сильных растворителей является дихлорэтан. Он используется для склеивания полистирола и оргстекла. В зависимости от типа применения, продукты делятся на несколько групп:
- жидкие;
- контактные;
- реакционные;
- термоклеи.
Жидкие
Жидкие широко используются в быту, их легко и просто применять для склеивания пластмасс с пористой структурой. Они выпускаются в виде органических растворителей, а также воды. Их наносят на поверхности и прижимают друг к другу, пока основа не испарится. Затем клеевой слой отверждается, образуя клеевой шов. Типичным примером является клей ПВА, который можно использовать в домашних условиях для склеивания не только линолеума, но и дерева.
Контактные
Склеивание происходит в два этапа:
- склеиваемые поверхности смазывают тонким слоем, который растворяет поверхностный слой пластика, размягчая его и облегчая контакт с другой поверхностью;
- через несколько минут детали с силой прижимают друг к другу, размягченные слои перемешиваются, растворитель испаряется и формируется шов.
Так работают клеи «Момент», БФ-2 и другие. Их можно использовать для склеивания пенополистирола и других пластмасс в домашних условиях. Они содержат токсичные вещества, поэтому работать нужно в хорошо проветриваемом помещении и избегать попадания капель на кожу или слизистые оболочки.
Реакционные
Реактивные вещества компонента очень быстро растворяют свариваемый материал и так же быстро отвердевают. Это такие известные марки, как Secunda, Superglue и их аналоги. Соединение получается прочным и жестким. Каждый из двух компонентов состоит из двух ингредиентов, которые хранятся отдельно друг от друга.
Компоненты смешиваются непосредственно перед применением и наносятся на поверхности, где смесь отвердевает и образует соединение. Основой являются эпоксидные или полиэфирные смолы. В домашних условиях соединение получается очень прочным. Однако для полного отверждения требуется довольно много времени, и соединение постепенно становится как более прочным, так и более хрупким.
Термоклеи
К этой группе относятся вещества, которые проявляют свои свойства при нагревании до 110-120 °C. Для нанесения требуется специальный клеевой пистолет с нагревательным элементом. Отличается точным нанесением. Помимо пластика, в домашних условиях им можно склеить дерево, ткань и бумагу.
Дополнительное усиление шва по трещине в дне ведра
После того как шов был предварительно сварен, его необходимо укрепить. Для этого я использовал полоску, вырезанную из пластиковой бутылки. Мне повезло, так как пластик при нагревании хорошо сваривается.
При выполнении этой работы необходимо следить за тем, чтобы сплавилась не только пластиковая полоска от бутылки, но и подложка. Если вы этого не сделаете, заплатка оторвется при остывании, поэтому об укреплении шва не может быть и речи. Не переусердствуйте при нагревании подложки, чтобы не прожечь дыру в дне ведра. Вполне возможно заклеить шов, но эта задача займет значительно больше времени. В целом, на ремонт пластикового ведра у меня ушло чуть больше получаса, включая очистку и обезжиривание поверхности. Думаю, в следующий раз, когда мне придется ремонтировать подобную посуду, это займет еще меньше времени.
Что получилось после производства ремонта ведра
Когда вся работа была закончена, я залил примерно половину объема воды и оставил ведро на полчаса. Это было необходимо для того, чтобы проверить, не протекает ли образовавшийся шов. Но на самом деле такая процедура была излишней. Я не собирался использовать ведро в качестве резервуара для воды. Ведро использовалось для полива моего дома, а значит, даже если оно немного протекало, то все равно работало нормально.
В моем случае трещина на дне ведра была небольшой, поэтому ремонт не занял много времени. Но бывает, что большие трещины появляются в более крупных емкостях. В этом случае приходится сваривать немного по-другому. В таких случаях сначала нужно подпереть сломанные части, затем заделать трещину медной проволокой и на третьем этапе нанести слой пластика, чтобы предотвратить протекание.
Кстати, этот метод подходит даже для ремонта бака стиральной машины. Если вы обратитесь к профессионалам, то такая сварка потребует больших финансовых затрат. Самостоятельный ремонт довольно прост и занимает мало времени.
Что ещё можно починить при помощи паяльника
Мало кто задумывается об этом, но с помощью паяльника можно починить даже сломанную полипропиленовую водопроводную трубу. Однако при выборе «диспоузера» следует проявить особую осторожность. Неподходящий пластик приводит к повторным протечкам из-за высокого давления в системе водоснабжения. Стоит выяснить, как свариваются полипропиленовые трубы и все ли они поддаются ремонту.
Если это стыки, которые протекают из-за некомпетентности мастера, который их устанавливал, то их достаточно легко отремонтировать. Другая проблема — долговечность такой трубы. Мы должны понимать, что любой ремонт трубы или соединения, каким бы хорошим он ни был, является лишь временной мерой, откладывающей капитальный ремонт. Утверждение «нет ничего более постоянного, чем временное» здесь не применимо. Но даже этого иногда бывает достаточно, поэтому такую проблему не стоит игнорировать, как и возможности ее решения. Давайте попробуем разобраться, что делать, если протекает полипропиленовая труба. Конечно, это очень редкий случай, но такое развитие событий вполне возможно.
Плоское
Плоский участок используется для изготовления замков (когда трещина выходит на край детали), а также для ремонта крепежа и недостающих деталей. Он увеличивает площадь контакта на торцевых швах, повышает механическую прочность и снижает тепловую нагрузку на деталь.
В ассортименте полимеров Fühlen полипропилен доступен в качестве ремонтного материала в синем, красном и черном цветах. Упаковка полимера ПП имеет синий цвет.
Синий и красный цвет ПП контрастирует с черным цветом, что позволяет оценить степень проникновения в свариваемый материал и качество работы.
Черный полимер позволяет ремонтировать деталь без покраски, что означает, что благодаря черному цвету ремонт может быть выполнен достаточно незаметно, а шов будет качественным.
>TPOTEOPPEPEPP+MD(до 15%)PP+VD(до 15%)
Бамперы, молдинги, стойки, элементы экстерьера и интерьера.
