PE管材因其柔韌性、耐腐蝕性、輕質(zhì)以及良好的抗沖擊性能而備受推崇。在連接方式上,熱熔對(duì)接和電熔是常用的兩種方法,它們能夠確保管材與管件完全熔合,從而保障系統(tǒng)的安全性和施工的經(jīng)濟(jì)性,在工程領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。
下來(lái),我們將深入探討熱熔對(duì)接的具體原理和操作步驟。熱熔對(duì)接是通過(guò)加熱板將塑料管材的末端熔融,然后進(jìn)行對(duì)接融合,經(jīng)過(guò)冷卻固化后實(shí)現(xiàn)連接。這一過(guò)程可以分為五個(gè)關(guān)鍵階段:
首先是預(yù)熱階段,此時(shí)電熱板將兩管材(件)的端口加熱至適當(dāng)溫度,并施加一定壓力使它們?nèi)廴诰磉叄?br />
隨后是吸熱階段,此階段需要施加較小壓力并確保熱量在管材(件)內(nèi)均勻擴(kuò)散;
接下來(lái)是轉(zhuǎn)換階段,加熱板在此階段進(jìn)行抽擊動(dòng)作,以縮短連接管材(件)相接處的時(shí)間;
之后是焊接階段,此時(shí)兩管材(件)的熔化端相互結(jié)合,并再次施加壓力以確保連接質(zhì)量;
最后是冷卻階段,需要自然冷卻熔合部分,同時(shí)注意避免產(chǎn)生張力和機(jī)械應(yīng)力。
焊接方法和步驟
1.焊接前的準(zhǔn)備
確保熱熔機(jī)電源連接良好,銑刀能夠正常切削,加熱板能均勻加熱,且機(jī)架油缸運(yùn)行順暢。
2.焊接過(guò)程詳解
(1)將待焊的管道或管件平穩(wěn)地置于對(duì)接機(jī)上,并留出足夠的切削余量,通常為10-20mm。
(2)根據(jù)所焊制的管材、管件尺寸,選擇適當(dāng)?shù)目ㄍ邐A具,并夾緊管材,為后續(xù)的切削工作做好準(zhǔn)備。
(3)使用銑刀切削管段、管件端面的雜質(zhì)和氧化層,確保兩對(duì)接端面的平整、光潔,且無(wú)雜質(zhì)。
(4)用棉紗蘸酒精清洗管道頭部,以去除灰塵和泥污等雜物。
(5)調(diào)整兩焊管段端面,使其完全對(duì)中,錯(cuò)邊量應(yīng)控制在壁厚的10%以內(nèi),以確保對(duì)接質(zhì)量。
(6)加熱環(huán)節(jié)至關(guān)重要,對(duì)接溫度應(yīng)控制在210-230℃之間,并根據(jù)季節(jié)調(diào)整加熱時(shí)間,以兩端面熔融長(zhǎng)度為1-2mm為佳。
(7)一旦加熱完成,迅速將加熱板移開(kāi),并讓兩熱融端面相粘,同時(shí)施加壓力。切換周期應(yīng)盡可能短,以保證熔融對(duì)接的質(zhì)量。
(8)在熔融對(duì)接過(guò)程中,應(yīng)保持熔融壓力穩(wěn)定,并控制卷邊寬度在2-4mm之間。壓力過(guò)大可能導(dǎo)致熔融物擠出,反而影響連接強(qiáng)度。
(9)對(duì)接完成后,保持對(duì)接壓力不變,讓接口緩慢冷卻。冷卻時(shí)間應(yīng)以手摸卷邊感到生硬且無(wú)熱感為準(zhǔn)。
(10)一旦冷卻完成,松開(kāi)卡瓦,移開(kāi)對(duì)接機(jī),即可進(jìn)行下一接口的連接準(zhǔn)備。
此外,焊接工藝中還有三個(gè)關(guān)鍵參數(shù):溫度、壓力和時(shí)間。在實(shí)施焊接時(shí),一定要合理控制這些參數(shù),以確保焊接質(zhì)量和安全性。
3.聚乙烯管材對(duì)接焊的合適焊接溫度范圍
為200至230℃,通常生產(chǎn)廠家會(huì)設(shè)定在210±10℃。這個(gè)溫度位于聚乙烯材料的粘流態(tài)轉(zhuǎn)化溫度之上,是聚乙烯熔融流動(dòng)和分子相互擴(kuò)散形成纏繞的關(guān)鍵條件,進(jìn)而確保焊接結(jié)果具有較大強(qiáng)度和高質(zhì)量。實(shí)踐證明,若溫度低于180℃,即使延長(zhǎng)加熱時(shí)間,也難以獲得良好的焊接結(jié)果。同時(shí),過(guò)高的溫度可能激活分子鏈中的C鍵與氧發(fā)生反應(yīng),導(dǎo)致材料降解和氧化破壞,從而影響焊接質(zhì)量。
4..時(shí)間的把控
(1)加熱時(shí)間的把控:在焊接端面達(dá)到平整后,需持續(xù)加熱10×壁厚(mm)秒。加熱時(shí)間對(duì)焊接質(zhì)量至關(guān)重要,它確保溫度能均勻傳遞至焊接面并達(dá)到一定深度,從而維持較好的焊接溫度。值得注意的是,隨著需要加熱的面積加大,管端面熔化的時(shí)間也會(huì)相應(yīng)延長(zhǎng)。此外,對(duì)流和輻射傳播的能量會(huì)隨著管壁厚度的增加而減少,這也影響了加熱時(shí)間的選擇。
(2)切換時(shí)間的把控:應(yīng)盡可能在10秒內(nèi)完成切換,因?yàn)楣芏嗣娴牟黄蕉葧?huì)導(dǎo)致熱量傳遞不均,進(jìn)而產(chǎn)生氣孔,影響焊接質(zhì)量。在加熱的同時(shí)施加適當(dāng)?shù)膲毫κ潜匾,這有助于平整焊接面、促進(jìn)塑化,并形成理想的焊接面進(jìn)行熱傳遞。
(3)冷卻時(shí)間的把控:冷卻時(shí)間設(shè)定為1.15~1.33×壁厚(mm)分鐘。由于聚合物材料的導(dǎo)熱性較差,冷卻速度相對(duì)緩慢,因此需要充分的時(shí)間降至結(jié)晶溫度,以確保晶粒能夠充分生長(zhǎng)并消除內(nèi)應(yīng)力。在一定的壓力下進(jìn)行冷卻可以避免焊接端面出現(xiàn)縮孔。
(4)壓力的把控:焊接壓力和冷卻壓力應(yīng)根據(jù)焊接面的截面積來(lái)設(shè)定,具體為×0.15N/mm2。在210±10℃的溫度下進(jìn)行焊接時(shí),可以參照德國(guó)焊接協(xié)會(huì)DVS2207-95的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)選擇合適的加熱時(shí)間和壓力值。
5.熱熔機(jī)各部件注意事項(xiàng)
加熱板
加熱板是熱熔機(jī)的核心部件,其溫度可達(dá)250℃,因此在使用過(guò)程中一定要格外小心。以下是使用加熱板時(shí)需要注意的事項(xiàng):
(1)佩戴防護(hù)手套,確保操作安全。
(2)在焊接完成后,將加熱板放入專用支架,避免人員意外接觸。
(3)運(yùn)輸前需冷卻加熱板,以防著火。
(4)焊接完成后,將加熱板置于安全處,防止他人觸及燙傷。
(5)提起加熱板時(shí),務(wù)必抓住把手,避免直接接觸。
(6)切勿切斷加熱板電源,以免影響焊接質(zhì)量。
(7)嚴(yán)禁用手觸摸加熱板,確保個(gè)人安全。
銑刀
銑刀用于管材(件)的銑削工作,使用時(shí)需注意以下事項(xiàng):
(1)銑削前清理管件端面雜物,防止損傷刀片。
(2)銑削完畢后,等待銑刀盤(pán)停止轉(zhuǎn)動(dòng)再取下存放。
(3)提取銑刀盤(pán)時(shí)抓住把手,避免直接接觸。
(4)確保銑刀盤(pán)裝在焊機(jī)架上才能進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)工作。
(5)切勿隨意調(diào)整銑刀微動(dòng)開(kāi)關(guān),以免影響銑削效果。
機(jī)架
機(jī)架是熱熔機(jī)的支撐結(jié)構(gòu),使用時(shí)需注意以下事項(xiàng):
(1)確保待焊件/材已準(zhǔn)確夾裝在機(jī)架上,以保證焊接質(zhì)量。加熱時(shí),操作人員應(yīng)適當(dāng)遠(yuǎn)離焊機(jī),確保安全。
(2)焊接過(guò)程中如活動(dòng)卡盤(pán)與固定卡盤(pán)發(fā)生碰撞,應(yīng)通過(guò)搬動(dòng)壓力調(diào)節(jié)桿打開(kāi)卡盤(pán),避免使用焊機(jī)總開(kāi)關(guān)停機(jī)。
(3)運(yùn)輸機(jī)架時(shí)需確?ň呔o固,防止摔落造成損壞。
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