Изготовление пластмассовых конструкций менее трудо- и энергоёмко, легко перерабатывается в изделие различными способами, приобретая нужный цвет, фактуру и не требующее механической обработки.

Пластмассы во многих случаях заменяют металл, бетон, дерево -  при этом:

• Уменьшается масса изделия;
• Снижаются транспортные расходы.

Общие понятия о полимерах

Полимеры это высокомолекулярные вещества, макромолекулы которых состоят из большого числа повторяющихся малых структурных элементов - звеньев, являющихся мономерами.

Пластмассы - это материалы, состоящие из полимеров и определённых добавок.

Добавки могут иметь полимерную и мономерную природу, и могут находиться в газообразном, жидком и твёрдом состояниях.

Виды добавок и их назначение:

1. Стабилизаторы:
   • термостаты;
   • антиоксиданты.
2. Пластификаторы:
   • улучшают технологические и эксплуатационные свойства полимеров.
3. Наполнители:
   • способствуют увеличению прочности, улучшению диэлектрических свойств, уменьшению расхода полимера.

Физические состояния полимеров:

• стеклообразное;
• высокоэластичное;
• вязкотекучее.

Переход из одного состояния в другое совершается в некотором диапазоне температур.

Средняя температура диапазона называется температурой перехода.

Температура стеклования [Т_c] это температура перехода из эластичного состояния в стеклообразное.

Температура текучести [Т_т] это температура перехода из эластичного состояния в вязкотекучее.

Выше Т_т происходит "истинное течение полимера"

При температуре разрушения полимера (температура деструкции) [Т_p] (Т_{pТт) происходит реакция обратная реакции полимеризации.}

Сущность процесса сварки полимеров:

а) 1 - Контакт, 2 - Нагрев;

б) 1 - Нагрев, 2 - Контакт;

в) Контакт и нагрев одновременно.

Последовательность образования соединения:

1. Подвод тепла и преобразование энергии, осуществляющей активацию поверхности:

• газом;
• нагретым инструментом;
• нагретым присадочным материалом;
• индукционным нагревом;
• энергии УЗК, ТВЧ.

2. Взаимодействие активированных свариваемых поверхностей изделия при контакте их друг с другом (образование контакта) в процессе сдавливания их доведенных до вязкотекучего состояния.

3. Формирование надмолекулярной структуры.

Сварка пластмасс нагретым газом

Основные технологические параметры

1. Температура и расход газа;
2. Материал, диаметр и форма сечения прутка;
3. Угол наклона прутка;
4. Давление на пруток;
5. Угол наклона горелки к плоскости свариваемого материала.

1 - Присадочный пруток; 2 - Ролик; 3 - Горелка; 4 - Сварной шов; 5 - Свариваемые заготовки; 6 - Направление сварки

Рисунок 1. Схема сварки нагретым газом

Сварка пластмасс нагретым инструментом

Технологические параметры процесса:

1. Температура нагревателя Т_н;
2. Продолжительность нагрева t_н;
3. Усилие прижатия инструмента детали при нагреве Р_н;
4. Давление осадки Р_ос;
5. Продолжительность выдержки деталей под давлением после сварки.

1 - Свариваемые заготовки; 2 - Лента из фторопласта; 3 - Прижимной ролик; 4 - Нагретый инструмент

Рисунок 2. Схема сварки нагретым инструментом

Ультразвуковая сварка полимеров

Технологические параметры процесса:

1. Частота колебаний;
2. Амплитуда колебаний;
3. Расстояние от колебательного контура до свариваемой поверхности;
4. Время сварки;
5. Форма электрода.

Сварка пластмасс ТВЧ

Технологические параметры процесса:

1. Частота тока регулятор удельной тепловой мощности;
2. Напряженность электрического поля;
3. Давление;
4. Время сварки.

Индукционная сварка

Технологические параметры процесса:

1. Частота тока;
2. Напряженность электрического поля;
3. Время сварки (t_нагр);
4. Давление.

Таблица 1. Общая характеристика свариваемости