В процессе работы необходимо соблюдать заданный угол наклона. Если возникает необходимость временно приостановить работу, экструдер следует поставить на специально отведённую подставку.
Особенности и назначение
На производственных предприятиях, занимающихся упаковкой различных товаров, важно иметь надёжное средство для соединения пластиковых труб. Это особенно актуально для поверхностей, которые могут плавиться только при низких температурах. Основным инструментом для работы с такими материалами является сварочный экструдер. Этот аппарат предназначен для сварки различных типов пластиков, включая листовой полипропилен, полиэтилен низкой плотности (ПНД), а также стандартные полиэтиленовые листы.
Ручной сварочный экструдер представляет собой термомеханическое устройство, выполняющее две ключевых задачи:
- нагревает легко плавящийся пластик до его вязкотекучего состояния;
- выдавливает расплавленный материал на поверхность стыкового соединения.
После охлаждения и застывания расплавленных пластиковых масс образуется сварочный шов, который отличается высокой прочностью. Наиболее удобным для работы считается ручной пистолет. Конструкция сварочного экструдера включает в себя такие элементы:
- электрический мотор;
- питатель;
- камера экструзионного типа;
- шнековое устройство для измельчения;
- камера для плавления пластика;
- термонагреватель;
- сопло;
- система управления инструментом.
Принцип работы термомеханического устройства прост и эффективен. При подаче нагретого воздуха из сопла агрегата происходит нагревание как сварочной канавки, так и соединяемых поверхностей изделий.
В процессе сварки образуется пластическая масса.
Преимущества использования этих термомеханических устройств заключаются в следующих аспектах:
- возможность приваривать толстые поверхности;
- высокая скорость проведенного сварочного процесса;
- минимальное вмешательство человеческого труда — не требуется контролировать и отслеживать выведение шлака;
- возможность использования незнающими сварки людьми.
Разновидности
Существуют различные виды ручных агрегатов для сварки. Каждая модель имеет свои уникальные характеристики и функциональные возможности.
Шнековые
Процесс работы шнекового экрудера включает расплавление присадочного материала, который помещается в экструзионный отсек, и последующее его выдавливание шнеком наружу. В данном случае присадочным материалом могут быть как прутки, так и гранулы, загружаемые в шнековый отсек. В этом отделе материал подвергается воздействию высокой температуры, что приводит к образованию однородной массы, готовой к использованию.
Безшнековые
Другим типом является безшнековое оборудование. В этом варианте прутки нагреваются с использованием электронагревателя, расположенного около обрабатываемого участка. На этот раз задняя твёрдая часть присадочного материала заменяет поршень, обеспечивая вытеснение более вязкой массы, расположенной спереди.
Комбинированные
Комбинированные экструдеры объединяют характеристики двух вышеупомянутых типов термомеханических устройств.
Как работает экструдер
Название «сварочный экструдер» происходит от латинского слова, означающего «выталкивать». Это описание отражает лишь часть процессов, происходящих с этим инструментом. Действительно, экструдер выдавливает подготовленный материал через сопло сменного сварочного башмака под действием шнекового механизма. Важной деталью является система нагрева как самого сырья, так и места сварки.
Рассмотрим, как именно осуществляется работа сварочного экструдера:
- Сначала включается нагревательный механизм. В простых моделях это мощный фен, который одновременно прогревает шнековый механизм и плавильную камеру для обеспечения эффективного схватывания экструзии с соединяемым материалом. В профессиональных устройствах дополнительно устанавливается ТЭН, обеспечивающий раздельный нагрев шнека.
- После достижения необходимой температуры, что может занять до 10 минут, активируется привод шнекового механизма. Этот механизм по своей конструкции напоминает строительный миксер, и многие производители используют стандартные приводы именно от этого инструмента. Шнек обеспечивает перемешивание сырья и его уплотнение перед подачей в башмак.
- Нагретая и уплотнённая пластиковая масса под большим давлением поступает к месту сварки. Готовность массы определяют по её матовой поверхности. Если масса перегрета, она становится слишком жидкой, что может стать причиной поломки механизма, редуктора и других соответствующих частей привода.
Сырьё для первых экструдеров поступало в виде измельченной пластикового материала. Чтобы создать необходимый цвет шва, мастера использовали комбинацию исходного материала различных оттенков, которые смешивались в шнековом механизме, обеспечивая на выходе нужный цвет. Такой универсальный подход, однако, менее удобен для работы в стеснённых условиях, поскольку установка бункера для сырья увеличивает размер инструмента.
В профессиональных аппаратах для сварки пластика производители предусмотрели работу с прутками, которые имеют диаметр 4-5 мм. При работе инструмент постепенно расходует материал, подтягивая пруток. Длина бухты может достигать 450-500 метров.
Некоторые модели экструдеров способны работать сразу с двумя прутками, что увеличивает производительность и скорость сварки больших швов.
Как правило, прутки поставляются в определённых цветах: черном, синем, белом и так далее. Если необходимо получить специфичный оттенок, нужно будет обратиться к производителю, что доступно для крупных предприятий.
Критерии выбора
Для того чтобы выбрать лучший ручной сварочный экструдер, необходимо сопоставить его возможности с конкретными задачами, для которых он будет использоваться, и с типами материалов, такими как ПВХ, полиэтилен и другими термопластами. Доступные по цене модели с феном подойдут для небольших объемов работы в мастерской, где температура воздуха достаточно стабилизирована. Инструменты с отдельным ТЭН считаются более универсальными, поскольку в меньшей степени зависят от температурных условий окружающей среды.
Наличие электронных дисплеев и различных автоматизированных систем — менее критичный аспект выбора, так как во время сварки не требуется постоянный мониторинг параметров. Как правило, при выходе на рабочий режим, они остаются постоянными на протяжении всей операции.
Однако системы безопасности, предложенные производителями, являются важными аспектами выбора:
- Система блокировки холодного пуска. С помощью электронного датчика инструмент контролирует температуру шнекового механизма и отключает блокировку привода, когда температура достигает заданного предела. Таким образом, исключается вероятность включения шнекового механизма при наличии слишком твёрдого сырья внутри, что снижает риск поломки.
- Система плавного пуска. Обеспечивает снижение нагрузки на редуктор и шнековый механизм, что делает включение мотора привода более комфортным для оператора.
Не менее важным является вопрос ремонтопригодности. Если шнековый механизм имеет долгий срок службы, привод и фен могут быть заменены independently, что позволяет восстановить эффективность инструмента, сравнимую с новой моделью. Профессионалы предпочитают устройства с универсальными приводами, доступными для заказа у производителя.
Выбор типа экструдера — работающего на гранулах или прутками — зависит от специфики выполнения работ:
- Модели, предусматривающие использование бункера для гранул, позволяют создавать экструзию различных оттенков. Однако такая конструкция более громоздка и, как правило, не предназначена для длительных циклов работы, так как ёмкость бункера ограничена.
- Модели с прутками более компакты. Работа с ними занимает меньше времени, поскольку нет необходимости смешивать гранулы и заполнять бункер. Когда пруток заканчивается, его легко заменить, что предотвращает вынужденные перерывы. Кроме того, сварка прутком возможна в любом положении инструмента. Например, можно осуществить шов на потолке, что невозможно при использовании модели с гранулами, так как сырьё не будет подаваться к шнеку.
Экструзионная сварка: спецификация
Экструзионная сварка предназначена для стыковки толстостенных компонентов, деталей и поверхностей, изготовленных из ПВХ и ПВДФ.
Экструзионная технология имеет следующие преимущества по сравнению с методом сварки горячим воздухом с использованием присадочного материала:
- снижает время, требуемое для завершения сварки;
- сводит к минимуму влияние человеческого фактора на показатель прочности соединения;
- формирует сплошной стык на соединяемых поверхностях.
Технологическая организация процесса
Для успешной экструзионной сварки требуется предварительная подготовка соединяемых поверхностей. Это можно сделать одним из трёх способов:
- создание сварочной канавки или углубления на поверхности, которая будет соединяться;
- формирование скоса или среза под углом на торцах соединяемых материалов;
- укладка материалов внахлест.
Сварочный процесс стартует с нагрева материалов до состояния пластичности. Для этого используют поток горячего воздуха, подаваемого из сопла сварочного экструдера. Стационарные промышленные комплексы могут предварительно разогревать материалы с помощью специализированного излучения.
Параллельно с пластификацией подготавливают присадочный материал. Для этого в шнек экструзионного оборудования подают ПВХ-гранулы или пруток, который затем нагревают до вязкотекучего состояния. Процесс перемешивания превращает расплавленный материал в однородную массу.
Полученный расплав с помощью сварочного башмака подают к местам стыковки материалов для формирования шва, при этом сварочный башмак создает необходимое давление. Стационарные промышленные комплексы могут использовать различные системы компрессионного воздействия для присадочного материала через отдельные узлы и агрегаты.
Замена башмака в ручном экструдере
Качество сварного соединения зависит от множества факторов, таких как качество материала, надлежащая подготовка поверхности, внешние условия и опыт оператора. Сварочный экструдер должен обеспечивать стабильные параметры сварки в любых условиях.
Процесс замены башмака выглядит следующим образом:
- Замена сварочных башмаков должна производиться на нагретом до температуры сварки экструдере, при этом рекомендуется использовать термозащитные перчатки;
- После снятия старого башмака, выходное отверстие следует очистить от пластифицированного пластика с помощью круглой щётки;
- Тщательная очистка мягкой проволочной щёткой должна затронуть также сопло экструдера, чтобы удалить остатки пластика;
- Новый башмак устанавливается на сопло и плотно прижимается до тех пор, пока фланец крепления не окажется в кольце трубки экструдера;
- Башмак фиксируется на выпускном сопле с помощью шестигранного ключа.
Экструзионная камера сварочного экструдера оканчивается форсункой, к которой крепится башмак. Для этого конструкция башмака включает в себя металлический держатель, как правило, из алюминиевого сплава.
Какие требования предъявляются при экструзионной сварке
Для достижения необходимого качества при экструзионной сварке следует соблюдать определённые требования, которые обеспечивают прочность сварного соединения.
Поскольку процесс соединения пластиковых элементов требует внимания к важным аспектам:
- Сварка должна проводиться при комнатной температуре.
- Необходимо обеспечить ровное подгонку и расположение свариваемых деталей — важно фиксировать пластиковые элементы в стабильном положении на протяжении всего процесса.
- Минимизация зазора между независимыми элементами обеспечит равномерный сварной шов.
Также стоит отметить, что поверхности, подверженные повреждениям от атмосферных осадков или химических веществ, должны быть предварительно обработаны до неповрежденных участков. Важно исключать использование чистящих средств, которые могут вызвать изменение структуры пластика.
Виды оборудования
На рынке представлено множество производителей экструдеров, среди которых можно выделить самые популярные. Ручной сварочный экструдер Weldmax — это аппарат, спроектированный с учётом эргономических требований, обеспечивающий комфорт в управлении и эксплуатации. Он поставляется в удобном кейсе.
Данное устройство обеспечивает высокое качество создаваемого шва. Экструдер хорошо подходит для сварочных работ в ограниченных пространствах, где труден доступ. С помощью Weldmax можно сваривать конструкции из листового полиэтилена и полипропилена. Он также отлично подходит для сварки элементов безнапорных трубопроводов. Питание прибора осуществляется от электрической сети. Швейцарская компания LEISTER производит аналогичный сварочный экструдер, который имеет схожие характеристики.
Из-за маленьких размеров его часто называют мини-экструдером. Особенностью данного устройства является отсутствие шнека, однако его производительность составляет до 0,8 кг/час. К достоинствам данного экструдерa относится небольшой вес, что позволяет сварщику использовать его длительное время без усталости. Диаметр присадочного прутка составляет четыре миллиметра. В качестве дополнительных аксессуаров доступны сменные башмаки различных форм.
В числе разновидностей можно выделить сварочный экструдер Leister Fusion 2, который является экономичным и надёжным выбором среди профессионалов. Производительность этого ручного сварочного экструдера достигает 1,8 кг/час.
Также стоит упомянуть ручной сварочный экструдер Leister Weldplast S6, который обладает многими преимуществами, включая высокую производительность, возможность работы в различных климатических условиях, электронную защиту двигателя, низкий уровень шума, что делает его удобным для хранения и транспортировки.
Ручной сварочный экструдер Leister Fusion 3C выделяется высокой производительностью, достигающей 3,5 кг/час. Он имеет удачную конструкцию, что обеспечивает комфорт во время работы.
Сварочные экструдеры разделяются на виды с шнеком и без него. В первом типе присадочный материал нагревается в специализированных камерах — шнеках. Во втором случае прутки нагреваются с помощью электрических нагревателей. Преимущества безшнековых экструдеров — их компактность и небольшой вес, который позволяет использовать их даже в труднодоступных местах. Шнековые экструдеры, напротив, обладают более высокой производительностью.
Выбор подходящего экструдера должен опираться на такие характеристики, как производительность, возможная толщина соединяемых деталей и доступность сменных элементов, включая башмаки. Важно также учитывать диаметр используемых прутков.
Экструдер собственными руками
Собрать ручной экструдер для сварки пластика самостоятельно возможно. Это может быть экономным выбором, особенно если такие сварочные работы проводятся не в промышленных масштабах, а для личного использования. Ручной сварочный экструдер, сделанный своими руками, обычно имеет более простую конструкцию и меньшее количество камер, что отличает его от заводских моделей. Однако цилиндрическая форма устройства остаётся неизменной, так как она наиболее технологична для сварочного процесса.
Если вы хотите создать экструдер для сварки полипропиленовых листов своими руками, можно использовать строительный фен в качестве основы. Нужно будет подключить к нему шнековый привод, который можно взять, например, от устройства для измельчения зерна. Лучше всего использовать электродвигатель коллекторного типа, поскольку он обеспечивает постоянные изменения крутящего момента.
Насадку для подачи прутка также можно сделать из простых материалов, таких как жесть. Подача пресса может быть выполнена вручную. В качестве альтернативы экструдер можно собрать из пистолета для герметика, который также может эффективно выполнять сварку пластика в домашних условиях.
