Сварка термопластичной пластмассы: описание и технология для разных способов соединения пластика


Фен для пластика — незаменимый инструмент для всех мастеров и домашних умельцев, работающих с полимерами. Конечно, с помощью такого фена можно варить не только пластик, но и пластмассу, полипропилен и прочие искусственные материалы.

Современный фен для сварки пластика позволяет выполнять работы любой сложности за считанные минуты. Даже бюджетные модели сварочных фенов могут помочь выполнить несложный ремонт водопроводных труб дома и в квартире. Что уж говорить о профессиональных промышленных фенах, которые рассчитаны на выполнение больших объемов работ.

Виды пластика, которые свариваются

Свои свойства при расплавлении с последующим остыванием сохраняют не все разновидности пластика. Невозможна сварка пластика, который боится нагрева. Эти виды полимерных материалов называются реактопластами. Они горючие, при нагреве начинают дымить, при высокой температуре горят, обугливаются.

Хорошо свариваются только термопласты, самые распространённые из них ПВХ (поливинилхлорид), полиэтилен и полипропилен. Другие виды разогреваемых пластмасс обычно склеивают или монтируют на обрешетке. Это:

  • нейлон;
  • поливинилацетат;
  • поликарбонат;
  • полиэтилентерефталат;
  • полистирол.

Сварочный процесс возможен, если детали выполнены из однородного пластика. Формат особенной роли не играет. Соединять детали можно на всю толщину или на треть слоя, при меньшем шве сцепление деталей считается ненадежным. Трубные изделия чаще монтируются внахлест. Такое соединение имеет большую площадь сцепления.

Необходимые инструменты

Необходимо отметить, что феном для пайки пластика не так просто работать, как может показаться на первый взгляд, потому что у полимеров температура плавления разная. У ПВХ она равна 150-220 ℃, у полипропилена – 160 ℃.

Отклонение в одну из сторон приведет к непровару стыка или к перегреву, что также нехорошо отразиться на качестве конечного результата.

Начинающим мастерам рекомендуется попробовать пайку на каком-то черновом материале.

Для проведения пайки термопластичного пластика потребуется:

  • сам фен;
  • несколько насадок к нему;
  • припой.

От правильно выбранной насадки на термофен зависит прочность проведенного соединения. Для пайки толстых изделий лучше использовать сопло диаметром 5-8 мм.

Обратите внимание, что не все фены комплектуются необходимым количеством насадок, так что придется их приобретать, как отдельные дополнительные приспособления.

Припой представляет собой специально изготовленные прутки пластика, которые при нагреве расплавляются и заполняют собой промежуток между соединяемыми заготовками.

При этом кромки деталей также расплавляются, что приводит к сплавлению частей в единое целое. Стык получается прочным за счет молекулярных связей припоя с пластиковыми заготовками. Под каждый вид пластика придется подбирать свой вид прутка.

Стоит подготовить некоторые дополнительные инструменты и материалы для пайки. Пригодится напильник или наждачная бумага, растворитель, нож для срезания излишков припоя после его застывания.


Способы сварки пластика и оборудование

Для пайки пластика в домашних условиях применяется несколько методов.

  1. Контактная сварка для пластика наиболее удобная. Не требует присадочного материала. Самый простой из них – бытовой паяльник с рабочим напряжением 220 вольт со специальной насадкой вместо жала, она обеспечивает большую площадь разогрева. Контактный метод считается универсальным, им соединяют полипропилен и полиэтилен различной плотности, формы и толщины. Сущность процесса – разогрев зоны шва до 260°C с последующим соединением деталей стыковкой или внахлест. Существует три вида оборудования для сварки пластиков: 1) когда нагревательный элемент воздействует на всю толщину детали (для листового и трубного пластика); 2) зона разогрева ограничена (соединение листов внахлест); 3) одновременно нагревается внутренняя и наружная часть соединяемых элементов (стыковка враструб).
  2. Соединение деталей экструдером предполагает подачу расплавленного полимера в зону соединения деталей. Этот метод самый простой и надежный, после сварки образуется ровный шовный валик.

Экструдеры выпускаются двух типов:

  • бесконтактный, когда подаваемую массу необходимо разравнивать специальным валиком;
  • контактный, когда мягкий полимер подается с усилием.

Регулировка осуществляется с учетом вида полимера, толщины присадочного прутка.

СВАРИВАЕМОСТЬ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Как говорилось ранее, сварке подлежат материалы одного рода и плотности. Проверить правильность ваших решений относительно совместимости полимеров можно в определениях формах по DIN 16776 (PE) и DIN 16774 (PP). Релевантные величины MFR так же можно подсмотреть в наименованиях формовочных масс. Исключениями служат случаи, когда нужно получить достаточно прочное соединение, например, сварка PVC и акрилового стекла. Более подробно информацию можно изучить в Директиве DVS 2207 часть 15.

Технология сварки пластмасс феном или термопистолетом

Метод применяется для изделий любой конфигурации. Феном монтируют трубы, бамперы, бассейны, напольные покрытия и многое другое.

Феном для сварки пластика соединяют любые термопласты. Пистолет чаще применяется для соединения деталей внахлест: разогревается пространство между ними, после этого шов уплотняется, прокатывается валиком. Также соединяют детали с помощью фена, когда изделия соединяются встык, в зону шва подается присадочный пруток – он направляется поверх стыка или в него. Теперь про насадки, строительный фен для сварки прутком одновременно разогревает кромки и присадочный материал. Насадки на фены разделяются по видам:

  • фиксирующие перед сваркой прижимают свариваемые поверхности;
  • щелевые удобны при сварке кровельных материалов;
  • формировочные используются для прутка толще 4 мм.

Технология выполнения шва предполагает предварительную обработку кромок: их очищают, обезжиривают. С кромок, толще 2 мм, предварительно снимают фаску, чтобы было место для укладки прутка. При соединении тонких пластиков пруток подается непосредственно в зазор между деталями. Необходимо учитывать, что с применением присадочного материала образуется выпуклый шов. При необходимости лишний полимер срезается. Для образования ровного соединения необходимо соблюдать расстояние между феном и соединяемыми деталями. Скорость движения фена регулируется так, чтобы пруток и кромки успели разогреться, но не сильно оплавились. Не должно быть деформации края.

ПОСЛЕДУЮЩАЯ ОБРАБОТКА ШВОВ

Швы обрабатывать не обязательно, но если есть необходимость и желание, то можно:

  • Строгать;
  • Снимать напильничком;
  • Шлифовать.

ВАЖНО: следите за тем, чтобы ваша послесварочная обработка не оставляла после себя царапины и надрезы. Полировка швов производится наждачной бумагой с каждым разом все более тонкой и менее грубой.

Технология сварки пластмасс экструдером

Из всех горячих методов самым экономичным и удобным считается соединение пластиковых элементов контактным экструдером, когда расплавленная масса, подаваемая в стык, прижимается направляющим соплом. Этот метод применяется для деталей с толстой стенкой. Экструдер подает уже размягченный материал. При таком способе:

  • уменьшается расход энергии;
  • улучшается теплопередача;
  • нет необходимости использовать прижимные устройства;
  • легче контролировать качество шва.

Основные этапы технологического процесса:

  1. Разогрев свариваемых кромок до состояния вязкости разогретой массой;
  2. Стыковка силой рук или специальными устройствами;
  3. Естественное охлаждение соединенных деталей (их нельзя сдвигать до полного затвердевания).

Пайка с помощью жидких или пастообразных флюсов

Преимущество таких составов в том, что их можно предварительно нанести на точку соединения. То есть, флюс начинает работать еще до нагрева. При касании паяльником, происходит вторая ступень реакции, и жидкий флюс служит смазкой для растекания припоя.

Еще один плюс — пастообразный или жидкий очиститель увеличивает пятно контакта. Основная проблема пайки не плоских предметов — площадь передачи тепла от паяльника минимальна. Если место касания смочено флюсом — температура передается эффективнее.

Единственный недостаток: нет механического воздействия на поверхность.

Информация: некоторые профессионалы старой закалки растворяют сосновую канифоль спиртом или более жидким флюсом, и получается эффективный состав практически без недостатков.

Выбор сварочных прутков

Присадочный материал выбирается под тип свариваемого пластика. Он указывается в маркировке. Присадочные полипропиленовые стержни выпускаются разного сечения: треугольные, круглые. Если детали скрепляются под прямым углом, лучше выбирать треугольный стержень. Они различаются по цвету. Большим спросом пользуются черные и серые. Полиэтиленовые прутки для сварки пластика мягче, чем полипропиленовые, температура плавления ниже (от +160°C).

Присадочные материалы используются при температуре окружающей среды выше +15°C. На холоде они теряют пластичность, становятся хрупкими.

При выборе присадки необходимо обращать внимание на температуру плавления прутка или стержней. Допустимо использование незначительно отличающихся полимеров, если они сходны по режиму пластичности. Важно, чтобы присадочный материал хорошо входил в экструдер, подходил по диаметру загрузочного отверстия и выходного сопла. Для ручных экструдеров применяются прутки или стержни от 2 до 7 мм.

Практические советы в нестандартных ситуациях

  • Установка и демонтаж элементов с двумя ножками выполнить несложно. А как выпаять микросхему из платы паяльником, ведь надо одновременно греть несколько ножек? Используйте теплопроводный предмет большой площади. Например, медную оплетку.

    Можно ли строительным феном паять микросхемы

  • Если после удаления деталей из платы, отверстие оказалось закрыто припоем, используйте зубочистку.
  • Для фиксации элементов перед пайкой можно использовать зажим «третья рука».

    Можно ли строительным феном паять микросхемы

Несмотря на обилие теоретических советов, научиться правильно паять поможет только практика. Возьмите неисправную монтажную плату от любой электроники, несколько раз демонтируйте и припаяйте компоненты. То же самое относится к сращиванию проводов. Достаточно пары метров использованной проводки, чтобы получить практический навык. После чего приступайте к реальной работе.

Принцип работы

Поток горячего воздуха концентрируется в камере, которая обвита с помощью проволочки из меди и фольгированной бумаги. Через вставленную трубку из стали выталкивается воздух из компрессора. Самоделка не предоставляет возможности регулировать температуру, и поэтому воздушный поток можно контролировать при помощи интенсивности обдува, прижав или отпустив трубку, через которую, проходит воздух.

При изменении скорости, меняется и температура. Методом проб и ошибок, можно подобрать необходимую температуру для плавления припоя и начать выпаивание.

Самодельный термофен конечно не заменит станцию для выпаек, но поможет легко справиться с трудностями во время спаивания очень мелких радиодеталей.

Технические характеристики

Фен самодельный будет иметь конструкцию и принцип действия, описанные выше. Для изобретения, безусловно, потребуется определенное количество материалов, которые не составит труда отыскать в домашних закромах.

Самодельный фен имеет температуру немного ниже, составляющую 600 0С. Этого температурного режима достаточно для того, чтобы нагревать основание и выпаивать радиодетали. Приспособление можно использовать при проведение микроскопических работ при мощности 75 Вт. При выпаивание более крупных деталей, нужна более высокая мощность (порядка 110 Вт). Значение силы тока 4 А, при этом показатель напряжения от 24-35 В.

Дополнительная информация! Все параметры должны быть точно скорректированы, чтобы не допустить опасных ситуаций во время работы. Материал для сборки тщательно подобран. Не стоит торопиться, каждый последующий шаг предварительно обдуманный.

Процедура реболлинга

Для проведения реболлинга чип помещают в трафарет, и закрепляют специализированной изолентой. С тыльной стороны пальцем или шпателем наносят паяльную пасту, затем настраивают фен на температурный режим около 300 градусов и начинают прогревать. После появления характерного блеска от расплавленной паяльной пасты дают припою полностью остыть.

Для освобождения трафарета от чипа убирают изоленту и прогревают трафарет примерно до 150 градусов, в конце процедуры деталь должна освободиться. Бывает, что сходу невозможно достать деталь из китайского трафарета, поэтому может возникнуть необходимость аккуратно ее зацепить.

Во время обратной пайки микросхемы оценивают риски, выкладывают чип необходимое количество раз для точного совпадения пяток и шаров. Потом выставляют на паяльном фене температуру от 330 до 350 градусов и греют до тех пор, пока расплавленный припой не даст возможность чипу самому встать на место.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: