Łączenie tworzyw sztucznych – podstawy

Pytanie o klejenie tworzyw pojawia się często przy realizacjach. Niestety nie odnosi się do klejenia elementów z PVC, gdzie to stwierdzenie jest stosowane prawidłowo, a używa się go przy elementach, które są spawane. Rzecz jasna chodzi tu o osoby, które do tej pory nie miały styczności z tego typu produktami. Takich jest nadal spora część. Z pewnego punktu widzenia to dobra informacja. Jest bowiem wiele osób, które nie wiedzą, że konstrukcje z polietylenu (PE), polipropylenu (PP) oraz polichlorku winylu (PVC), mogą, z powodzeniem, znaleźć zastosowanie w ich branży. Nadal podstawowym budulcem pozostaje stal. Tak z pewnością pozostanie, ale obszarów, w których tworzywa mają przewagę nie brakuje. Jest to jednak osobny temat.

Tak, tworzywa sztuczne się spawa.

W tym miejscu spróbuję w zrozumiały sposób przybliżyć proces spawania tworzyw sztucznych. Przyjmiemy polietylen oraz polipropylen jako podstawowe materiały używane w branży.

Elementy łączone

Podstawą do produkcji są:

• Płyty
• Drut spawalniczy

Nie ma znaczenia, jaki produkt wykonujemy. Te dwa elementy są niezbędne, aby coś „stworzyć”. Naturalnie, jest wiele elementów, w które możemy uzbroić nasz wyrób oraz firm, które oferują te produkty. Warunkiem jest jedynie zgodność łączonych materiałów.

Niezbędne urządzenia

Do łączenia wykorzystujemy dwa typy elektronarzędzi:

Spawarka ręczna

Urządzenie niewielkich rozmiarów przypominające opalarkę. Posiada wymienne końcówki np. do łączenia wstępnego, do spawania drutem. Wytwarza gorące powietrze, którym podgrzewamy materiał oraz drut ręcznie aplikowany w miejscu łączenia. Używany głównie do wstępnego spajania, wytwarzania konstrukcji lekkich lub łączenia płyt < 8-10mm.

Ekstruder

Wytłaczarka gorącej masy tworzywowej. Urządzenie nagrzewające powierzchnie spawane oraz wytłaczające masę o odpowiedniej temperaturze, która pod wpływem docisku łączy powierzchnie. Posiada wymienne buty spawalnicze do różnych rodzajów spawów. Ekstruder można porównać do drukarki 3D, z tą różnicą, że prawidłowy i estetyczny kształt/wygląd spawów to zasługa wyłącznie zdolności manualnych operatora. Wykorzystywany jest głównie do łączenia płyt grubości 10-30mm, czyli mocnych konstrukcji narażonych na obciążenia (zbiorniki o dużych pojemnościach).

Przygotowanie

Przy spawaniu ważne jest zachowanie czystości elementów, które chcemy spoić oraz samego drutu spawalniczego. Często bywa tak, że wymagane jest zeskrobanie cienkiej warstwy zewnętrznej, która może być zanieczyszczona lub utleniona. Nie wskazane jest używanie dodatkowych chemicznych środków czyszczących. Przygotowana powierzchnia powinna być pozbawiona wilgoci.
Te czynności są niezwykle ważne, zwłaszcza podczas serwisu urządzeń. Często jest tak, że zbiornik lub maszyna od wielu lat pracują w ciężkim środowisku, będąc w ciągłym kontakcie z mocno żrącymi substancjami.

Jeśli mamy już przygotowane elementy, które będziemy łączyć, powinniśmy odpowiednio je ustawić. Zazwyczaj wykorzystuje się do tego spawarkę ręczną oraz dyszę wstępnego spawania. Ta metoda pozwala przetopić dwie powierzchnie bez użycia drutu. Nie jest to wytrzymałe połączenie, ale wystarczające do tego, aby nasze elementy nie przemieszczały się.

W zależności od gabarytu wykorzystujemy również różnego rodzaju zaciski, chwytaki, obciążniki do unieruchomienia konstrukcji.

Spawanie

Opis tej czynności wykonam dla ekstrudera, czyli spawania bardziej skomplikowanego. Wszystkie zasady mają zastosowanie również dla spawarki ręcznej. Różnice pojawiają się jedynie przy czynnościach manualnych, jakie wykonuje operator.

Ustawienia ekstrudera

Nasze urządzenie posiada możliwość dokładnego kontrolowania i regulowania prędkości oraz temperatur. Wszystkie parametry możemy odczytać na wyświetlaczu. Okresowo dokonujemy sprawdzenia dokładności wyświetlanych wartości termometrem zewnętrznym. Przed przystąpieniem do spawania należy wprowadzić ustawienia odpowiednie dla danego materiału. Dobieramy but przystosowany do rodzaju spawu, jaki będziemy wykonywać. Przed przystąpieniem do spawania należy rozgrzać urządzenie oraz wypuścić część masy, która znajduje się w bucie.

Spawanie

Przed wypuszczenie masy należy nagrzać powierzchnie spawane. Następnie przykładamy but spawalniczy w miejscu łączenia i zaczynamy wytłaczanie, jednocześnie prowadząc ekstruder wzdłuż linii spawania. Należy odpowiednio dopasować prędkość wytłaczania do posuwu pamiętając o nagrzewaniu powierzchni. Docisk powinien być równomierny na całej długości łączenia. Urządzenie powinno być prowadzone płynnie, z utrzymanie odpowiedniego kąta względem powierzchni. Wykonanie prawidłowego oraz estetycznego spawu to kwestia doświadczenia, oraz umiejętności operatora.

Czynności końcowe

Po zakończeniu spawu sprawdzamy jakość połączenia. Powierzchnia powinna być gładka, bez pęknięć, pęcherzy czy ubytków. Unikamy gwałtownego chłodzenia, które może spowodować naprężenia w materiale. W razie potrzeby wykonujemy obróbkę połączenia.

Podsumowując

W skrócie — tak wygląda proces spawania. Klejenie, o którym była mowa na początku, występuje w naszej branży. Dotyczy jednak instalacji czy rurociągów z PVC. Kształtki i rury łączy się ze sobą na wcisk, przy użyciu specjalnego kleju.