3.1. Технологія зварювання пластмас. Зварювання нагрітим газом.

Зварюванню віддають перевагу іншим методам з'єднання, якщо з'єднуються деталі виготовлені з однорідних матеріалів; якщо недоцільно використання кріпильних елементів і клеїв; коли необхідно отримати конструкцію мінімальної ваги; в разі пред'явлення особливих вимог щодо забезпечення високої продуктивності праці, механізації та автоматизації процесу.

Способи зварювання виробів з пластмас відрізняються один від одного своїми технологічними параметрами, оснащенням та обладнанням, мають свої області застосування, характеризуються різними умовами праці та техніко-економічними показниками.

Конкретні рекомендації щодо вибору способу зварювання в залежності від матеріалу і геометричних параметрів виробів, що зварюються, в даний час не розроблені, проте при вирішенні даного завдання необхідно враховувати властивості матеріалів виробів, що з'єднуються, конструктивні вимоги до з'єднання і технологічність його виконання, а також експлуатаційні вимоги.

Властивості матеріалу виробів, що з'єднуються мають найбільший вплив на вибір способу з'єднання. Наприклад, при зварюванні полімерів з просторовою структурою макромолекул (недоотверджених реактопластів, зшитих термопластів та ін.) Перевагу слід віддавати хімічному зварюванню, при цьому спосіб нагріву треба вибирати так, щоб енергія підводилася безпосередньо до з'єднувальних поверхонь, забезпечувалася висока швидкість підвищення температури і підтримка її на заданому рівні протягом певного часу. До таких способів відносяться високочастотний і ультразвукової нагрів товстостінних виробів; і підведення тепла від металевих елементів, що нагріваються до тонкостінних виробів.

При виборі теплових способів зварювання слід враховувати теплопровідність матеріалу, інтервал між температурами плинності і деструкції, інтервал температур плавлення, діелектричні характеристики та ін. Наприклад, при зварюванні труб з жорсткого полівінілхлориду в умовах будівельного майданчика рекомендується зварювання нагрітим інструментом з підведенням тепла до з'єднувальних поверхонь за допомогою профільованого інструменту, що  збільшує  поверхню  зварювання  в  порівнянні  з  плоскими інструментами і забезпечує підвищення міцності з'єднання при короткочасних випробуваннях на розтягнення приблизно на 30 %. Це пов'язано з тим, що у полівінілхлорида дуже вузький інтервал оптимальних температур зварювання, дотримання яких можливе лише за умови виконання зварювання на автоматизованому обладнанні в стаціонарних умовах, а використання профільованого інструменту дозволяє розширити цей інтервал.

Зварювання розплавом застосовується для пластмас, що мають відносно низьку температуру розм'якшення і здатних витримувати значний перегрів без помітної деструкції, зварювання тертям рекомендується для термопластів, в'язкість яких вища за температуру плавлення змінюється плавно (поліолефіни, жорсткий полівінілхлорид). Високочастотне зварювання неприйнятне для поліетилену, поліпропілену та інших неполярних пластмас.

З конструктивних факторів при виборі способу з'єднання повинні враховуватися товщина виробів, що з'єднуються ширина і довжина шва, можливість доступу до з'єднання з обох сторін.

До технологічних факторів належать: обсяг підготовчих робіт; необхідність застосування індивідуального оснащення; можливість механізації процесів; трудомісткість і тривалість роботи; технологічні параметри; параметри навколишнього середовища; можливість забезпечення необхідних технологічних параметрів в умовах виготовлення з'єднання; час, після якого виготовлене з'єднання може експлуатуватися; можливість контролю якості з'єднання; масштаби виробництва, кваліфікація робочого персоналу. Наприклад, оскільки зварювання нагрітим газом і зварювання розплавом характеризуються можливістю підведення тепла безпосередньо до з'єднувальних поверхонь до будь-якого місця конструкції то дані методи зварювання рекомендуються для складання та ремонту великогабаритних конструкцій в умовах будівельного майданчика. При зварюванні в цих же умовах товстостінних виробів невеликих габаритних розмірів (наприклад, труб) рекомендується зварювання нагрітим інструментом з підведенням тепла до з'єднувальних поверхонь, так як в цьому випадку швидкість зварювання не залежить від теплопровідності матеріалу вироби і локалізація області прогріву дає можливість зменшити витрату енергії.

Якщо теплове зварювання веде до викривлення виробів, що з'єднуються викликає деструкцію полімеру і втрату форми виробу, доцільно застосовувати зварювання за допомогою розчинників. Цей спосіб ефективно використовується для з'єднання листів з поліметилметакрилату і труб з полівінілхлориду.

Хімічне зварювання виробів з склопластиків застосовується тільки в разі недоцільності використання інших способів з'єднання, так як для його здійснення необхідно при виготовленні виробів забезпечити недозатвердженість і залишкову пластичність полімеру в поверхневому шарі в місцях з'єднання, що вимагає застосування складного обладнання і технології.

Серед параметрів експлуатації, що впливають на вибір способу з'єднання, найбільш істотне значення мають навантаження на з'єднання в період виготовлення та експлуатації конструкцій. Можна виділити три види навантажень: ті, що відривають, що зрушують і відшаровуватися. У більшості випадків ці навантаження діють спільно, але майже завжди один з них є вирішальним. Вибір способу з'єднання проводиться з умови найкращого сприйняття навантажень готовим з'єднанням при обліку інших, зазначених вище факторів.