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1、国际焊接学会授权的培训机构国际焊接学会授权的培训机构 哈尔滨焊接技术培训中心哈尔滨焊接技术培训中心 Harbin Welding Training Institute 国际焊接工程师培训课程国际焊接工程师培训课程Training Course for International Welding EngineerIIW Authorised Training Body第一分册第一分册第第1818章章 塑料衔接工艺塑料衔接工艺Joining Processes for Plastics Joining Processes for Plastics IIW Authorised Training B
2、ody 主要内容主要内容塑料的类型塑料的类型热塑性塑料的焊接原理热塑性塑料的焊接原理热塑性塑料焊接方法的分类热塑性塑料焊接方法的分类塑料焊接的工艺及设备塑料焊接的工艺及设备塑料焊工的培训与考试塑料焊工的培训与考试IIW Authorised Training Body塑塑 料料 焊焊 接接 塑料是一种以高分子量合成树脂塑料是一种以高分子量合成树脂为主要成分的人工合成资料。合成树为主要成分的人工合成资料。合成树脂是高分子化合物，也称聚合物。脂是高分子化合物，也称聚合物。 消费塑料的原料有石油、天然气、消费塑料的原料有石油、天然气、木材、煤、乙烷等。木材、煤、乙烷等。 塑料的构造是由链状分子构成，
3、或塑料的构造是由链状分子构成，或 称纤维状分子。与棉花的网状纤维相类称纤维状分子。与棉花的网状纤维相类 似，是无序卷绕状。似，是无序卷绕状。IIW Authorised Training Body弹弹性塑料性塑料 合成橡胶合成橡胶 该类该类塑料由于内部构造的塑料由于内部构造的缘缘由由 粗网目交粗网目交联联链链状分子构造状分子构造 ，而不能熔化，可膨，而不能熔化，可膨胀胀及不溶解，及不溶解，不能到达不能到达热热塑性形状，故不具塑性形状，故不具备备可可焊焊性。性。弹性塑料的根本构造弹性塑料的根本构造1.1.塑料的类型塑料的类型 IIW Authorised Training Body热热固性塑料固
4、性塑料 这类这类塑料由于内部构造的塑料由于内部构造的缘缘由由 细细网目交网目交联联 链链状分子构造状分子构造 不能熔化，不能膨不能熔化，不能膨胀胀及不溶解。及不溶解。 在受在受热时热时不会不会变软变软，不断，不断处处于硬形状，直到于硬形状，直到 破坏，因此不具破坏，因此不具备备可可焊焊性。性。热固性塑料的根本构造热固性塑料的根本构造IIW Authorised Training Body 在一定温度下，在一定温度下，热塑性塑料可以到达塑性塑料可以到达热塑性状塑性状 态乃至熔融流乃至熔融流动，冷却后，又，冷却后，又变为一定外形。一定外形。 在固在固态形状也有一定的可塑性，能像金属一形状也有一定的
5、可塑性，能像金属一样 进展冷加工。展冷加工。 热塑性塑料温度升高塑性塑料温度升高时变软，温度降低，温度降低时恢复恢复 原有形状，温度到达原有形状，温度到达热塑性温度塑性温度时可可进展展焊接。接。热热塑性塑料塑性塑料IIW Authorised Training Body非规那么的卷绕：非规那么的卷绕： 非结晶型非结晶型 如玻璃透明如玻璃透明纤维状分子纤维状分子热塑性塑料的构造热塑性塑料的构造热塑性塑料的分子陈列方式有热塑性塑料的分子陈列方式有2种。种。由于分子构造不同，其资料的强度性能也不同。由于分子构造不同，其资料的强度性能也不同。结晶型结晶型乳状不透明乳状不透明IIW Authorised
6、 Training Body表表1 高密度聚乙烯的熔化指数高密度聚乙烯的熔化指数熔化指数的分布熔化指数的分布HDPEHDPE高密度聚乙高密度聚乙烯I I型型 II型型DIN 16776中的中的MFI190/5MFI MFI 组别克克/10分分钟 X X0030.10.4 X X0050.40.7 X X X X0100.71.3 X X0201.33 X X05037 从另一角度看，可以进展焊接的塑料，其资料熔化指数从另一角度看，可以进展焊接的塑料，其资料熔化指数MFI应在某一范围。德国规范应在某一范围。德国规范DIN 53735对此做了规定。对此做了规定。 在在DIN 16776中给出了中给
7、出了MFI的分类组别。德国焊接学会规程的分类组别。德国焊接学会规程2201TI给出了给出了HDPE熔化指数在熔化指数在005010时可以焊接，每一种时可以焊接，每一种塑料都相对应一熔化指数表塑料都相对应一熔化指数表1。IIW Authorised Training Body2.2.热塑性塑料的种类热塑性塑料的种类 DIN52 管材，相关质量规程1 结晶型塑料 PA、 PE、 PP、POM 1PA：聚酰胺尼龙 优点: 具有良好的刚性、韧性、耐高温性及耐溶剂特性。可在 105时保送流体化学品，但62以上时容易水解，即62 以上时不保送水。 用途: 直径25 的小油管替代铜管，价钱昂贵。 PA6 尼
8、龙6熔点215235 PA12 尼 龙12 PA610 熔点215235 PA66 熔点265 IIW Authorised Training Body 3PE 聚乙烯聚乙烯 由最由最简单的乙的乙烯单体体经过高高压或低或低压聚合成聚合成一种一种烯烃树脂。来源于石油。脂。来源于石油。 LDPE 低密度聚乙低密度聚乙烯 熔点熔点105110 NDPE 中密度聚乙中密度聚乙烯 熔点熔点110130 HDPE 高密度聚乙高密度聚乙烯 熔点熔点1304 POM 聚甲聚甲醛 熔点熔点 1802002PB 聚丁聚丁烯 熔点熔点126 IIW Authorised Training Body5 PP 聚丙烯聚
9、丙烯可分可分为三种三种: PP-H : PP-H 等等规聚丙聚丙烯； PP-B PP-B 间规聚丙聚丙烯: : PP-R PP-R 无无规聚丙聚丙烯。 熔点：熔点：170170176176 PP PP是丙是丙烯气体气体为原料聚合成的聚原料聚合成的聚烃族族热塑性塑料。塑性塑料。特点特点: : 价价钱廉价廉价 质量最量最轻的一种的一种树脂，密度脂，密度为0.910.910.92g/0.92g/3 3 透明度高透明度高 强度、度、刚度和度和热稳定性高定性高 易燃、化学易燃、化学稳定性好。定性好。IIW Authorised Training Body2非非结晶型塑料晶型塑料 PVC、PS、PMMA、
10、PC、ABS 1 ABS 聚聚 丙丙 乙乙 烯烯 acrylonitrile-butadiene-styrene工程塑料工程塑料 丁丁二二烯烯60%+丙丙烯烯腈腈15%+苯苯乙乙烯烯25% 分分类：通用：通用级、耐、耐热级、阻燃、阻燃级 特特点点： 40100仍仍坚持持韧性性、强度度、刚度，度， 并具有良好的抗并具有良好的抗热变形才干。形才干。 外表光滑，具有良好的抗堆外表光滑，具有良好的抗堆积性。性。 不受不受电和土壤腐和土壤腐蚀。 用途：用于潜水用途：用于潜水泵、地下、地下电气气导管，管，盐水溶液、水溶液、 原油、食物以及原油、食物以及纯化学品等工化学品等工业管安装。管安装。 IIW Au
11、thorised Training Body2 2 PVC PVC 聚聚氯乙乙烯 熔点：熔点：212212 PVC PVC是由是由氯乙乙烯单体聚合而成的一种非体聚合而成的一种非结晶晶型通用型通用热塑性塑料。塑性塑料。 PVC-U PVC-U 硬聚硬聚氯乙稀乙稀 PVC-P PVC-P 软聚聚氯乙稀乙稀 PVC-C PVC-C 氯化聚化聚氯乙稀乙稀3 3 PS PS 聚苯乙聚苯乙烯 熔点：熔点：105105150 150 4 4 PMMA PMMA 有机玻璃有机玻璃5 5 PC PC 聚碳酸脂聚碳酸脂IIW Authorised Training Body3. 热塑性塑料焊接原理热塑性塑料焊接原
12、理 热塑性塑料在塑性塑料在热塑性形状和塑性形状和压力的作用下就可力的作用下就可实现焊接。它是机械接。它是机械衔接二个接二个焊件件纤维状分子相互状分子相互非非规那么的卷那么的卷绕。通常。通常仅一一样类型的塑料可以型的塑料可以焊接。接。 加加热：焊接面接面处于于热塑性形状。塑性形状。加加压：在一定外：在一定外压力的作用下力的作用下实现焊接。接。冷却：冷却：坚持冷却直至接持冷却直至接头凝固凝固终了了焊接。接。IIW Authorised Training Body4. 热塑性塑料焊接方法的分类热塑性塑料焊接方法的分类塑料焊接方法分类塑料焊接方法分类DIN 191第第3部分部分? 塑料焊接方法塑料焊接
13、方法?IIW Authorised Training Body1 热风焊热风焊 手工热风摆动焊手工热风摆动焊WF德国焊接学会规程德国焊接学会规程 DVS2207T3对此做了规定对此做了规定 所谓热风焊就是将热风作为热源。所谓热风焊就是将热风作为热源。 焊接资料根据需求可以是焊条硬，也焊接资料根据需求可以是焊条硬，也可以可以 是带状的软。是带状的软。5.5.塑料焊接工艺及设备塑料焊接工艺及设备典型塑料种典型塑料种类热气气焊的温度范的温度范围塑料品种塑料品种聚氯乙烯聚氯乙烯聚丙烯聚丙烯有机玻璃有机玻璃聚碳酸酯聚碳酸酯聚甲醛聚甲醛热气温度热气温度2102022020250103301023010II
14、W Authorised Training Body1手工热风焊手工热风焊手工热风摆动焊手工热风摆动焊WF手工热风拉焊手工热风拉焊WZ 焊接时将焊条往坡口里压，随着热风的加热使焊接时将焊条往坡口里压，随着热风的加热使焊件坡口侧和焊条都处于热塑性形状，在外加压力焊件坡口侧和焊条都处于热塑性形状，在外加压力的作用下实现焊接。通常软、硬的作用下实现焊接。通常软、硬PVC，PE均采用此均采用此方法焊接。焊接速度在方法焊接。焊接速度在250mm/min左右。左右。 焊接工接工艺IIW Authorised Training BodyIIW Authorised Training Body 接接头及坡口方
15、式及坡口方式IIW Authorised Training Body快速热气焊枪快速热气焊枪电加热手焊枪电加热手焊枪火焰加热手焊枪火焰加热手焊枪 手工手工热风焊设备IIW Authorised Training Body2挤压式机械热风焊挤压式机械热风焊 焊接工接工艺德国焊接学会规程德国焊接学会规程 DVS 2209T1IIW Authorised Training Body 接接头及坡口方式及坡口方式IIW Authorised Training Body挤压式热风焊机送丝挤压式热风焊机送丝 挤压式式焊接接设备马达马达焊丝焊丝送丝机构送丝机构挤出器挤出器熔化室熔化室焊接压头焊接压头加热咀加热
16、咀空气加热器空气加热器IIW Authorised Training Body 挤压式式焊接接设备IIW Authorised Training BodyU5R型焊机型焊机 挤压式式焊接接设备IIW Authorised Training Body焊接接资料：料：PE，PP，PVC，PC，DF焊接效率：接效率：0.52/h焊 丝：3 板板 厚：厚：625重重 量：量：8.3起起动功率：功率：1000W 230VAC，转数控制数控制挤压加加热器：器：675W 230VAC 空气加空气加热器：器：2200W 230VAC熔化室控制器：温度控制熔化室控制器：温度控制 控制器空气温度：温度控制控制器空
17、气温度：温度控制对气体的要求：气体的要求：0.46ar300L/min挤压加加热器，空气加器，空气加热器器对最低温度都有要求。最低温度都有要求。机械热风焊机焊接参数机械热风焊机焊接参数IIW Authorised Training Body2 2加热元件焊加热元件焊 DVS2207T1 ? PEHD DVS2207T1 ? PEHD管、板加热元管、板加热元件焊接件焊接? ?1加热板式焊接加热板式焊接 HS焊接工接工艺焊焊接步接步骤骤：恒温加恒温加热热板板进进展加展加热热；被被焊焊塑料管放到卡具上塑料管放到卡具上对对好；好；预热预热好的加好的加热热板板夹夹在被在被焊焊件件 之之间间,并施加一定的
18、并施加一定的压压力；力；到一定到一定时间时间后，撤掉加后，撤掉加热热板板; 施加一定施加一定焊焊接接压压力；力；冷却一定冷却一定时间时间后，松开后，松开锁锁紧紧 安装，安装，焊焊接接终终了。了。IIW Authorised Training Body1 1加热板是设备的中心，其外表资料为聚四氟乙烯加热板是设备的中心，其外表资料为聚四氟乙烯2 2要保证电动双面平整刨刀完好，不能碰，假设刀钝了，或要保证电动双面平整刨刀完好，不能碰，假设刀钝了，或 不能调理那么应立刻修缮或改换。不能调理那么应立刻修缮或改换。3 3坚持管子端部对齐、同心、无错边。坚持管子端部对齐、同心、无错边。4 4清理后的管子端部
19、不能用手摸或沾上脏物。清理后的管子端部不能用手摸或沾上脏物。5 5防止过分加热或加热缺乏。防止过分加热或加热缺乏。6 6焊接时，焊口处熔环尺寸要求普通为宽焊接时，焊口处熔环尺寸要求普通为宽4 48 8，高，高2 24 4。 可将熔环切下，检查能否有夹渣、裂痕等缺陷，并也可将可将熔环切下，检查能否有夹渣、裂痕等缺陷，并也可将 切下的熔环反方向折圈，检验有无裂痕，以此来确定接头切下的熔环反方向折圈，检验有无裂痕，以此来确定接头 能否有焊接缺陷。能否有焊接缺陷。7 7对已焊接终了的塑料管道要按有关规范进展气密性实验对已焊接终了的塑料管道要按有关规范进展气密性实验 打压检验和强度实验拉伸、弯曲等。打压
20、检验和强度实验拉伸、弯曲等。质量保证措施：IIW Authorised Training Body加加热板式板式焊接接设备 加加热板板为焊接接热源。加源。加热板板焊机主要由恒温机主要由恒温 电加加热板温度最高可达板温度最高可达270、双面、双面电动平整平整 切削刀、切削刀、对中固定支架、中固定支架、压力安装等部分力安装等部分组成。成。IIW Authorised Training Body2承插式焊接承插式焊接焊接步接步骤：承插式加承插式加热器器进展加展加热；被被焊塑料管插在加塑料管插在加热器卡具器卡具 上上对好；好；到一定到一定时间后，被后，被焊塑料管塑料管 从加从加热器上拔掉；器上拔掉；立
21、刻被立刻被焊塑料管塑料管对准，施加准，施加 一定一定焊接接压力；力；冷却一定冷却一定时间后，后，焊接接终了。了。焊接工接工艺IIW Authorised Training Body 承插式承插式焊接接设备 承插式承插式焊接接设备以加以加热凸凹套模凸凹套模为加加热元件元件 提供提供焊接接热源用于管道源用于管道焊接。接。承插式手工焊加热元件承插式手工焊加热元件IIW Authorised Training Body3热丝套筒式焊接热丝套筒式焊接 焊焊接步接步骤骤：被被焊焊塑料管分塑料管分别别插入插入 热丝热丝套筒两端内；套筒两端内；接好管件接好管件电电源源线线，并，并 调调整整焊焊接参数；接参数；
22、接通接通电电源，直到源，直到电电源源 自自动动封封锁锁；冷却一定冷却一定时间时间后，后，焊焊 接接终终了。了。焊接工接工艺热丝套筒式焊接热丝套筒式焊接IIW Authorised Training Body质量维护措施：1用户在选择塑料管材时，要对塑料管的内在质量、几何尺寸进展检查。2要坚持塑料管待焊部位的清洁，并按规定的程序操作整个过程，并到达规定的冷却时间。3抽样检查，解剖管件，察看焊接截面能否完全熔合。4160以下的塑料管适宜该焊接方法，最大直径可达250。5该方法在化工设备安装中很少用，以便有害介质破坏电热丝，导致接头不密封。IIW Authorised Training Body 热
23、丝套筒式套筒式焊接接设备 热丝套筒式套筒式焊接接设备的的铜线圈通圈通电后后产生焦生焦 耳效耳效应，使，使电热丝发热为热源。源。该设备主要主要由由电 源控制箱、源控制箱、热丝套筒和固定支架等套筒和固定支架等组成，用成，用于管于管 道道焊接。接。热丝套筒式焊机热丝套筒式焊机IIW Authorised Training Body3 3 超声波焊接超声波焊接1 接头方式接头方式 DVS2216T2?塑料工件和半废品的超塑料工件和半废品的超声波焊声波焊?IIW Authorised Training Body2可可焊塑料的种塑料的种类和和规格格 首先运用的塑料是首先运用的塑料是PS、PE。然后是硬。然
24、后是硬 PVC和聚丙和聚丙烯酸脂。酸脂。 常用于常用于焊接薄膜、板或半接薄膜、板或半废品工件。品工件。运用范运用范围 在几乎一切的工在几乎一切的工业领域都存在域都存在热塑性塑料的塑性塑料的 加工加工问题，同，同样其其衔接接问题也需求也需求处理。超声波理。超声波 焊机机为此此类义务的完成提供了的完成提供了宽广的空广的空间。 从精从精细技技术开开场，如日常用品、，如日常用品、药用品，到用品，到 大的工件，如大的工件，如轿车仪表表备盘、保、保险杠、杠、载重汽重汽车 的的衬里等。里等。IIW Authorised Training Body3 超声波焊接设备超声波焊接设备超声波焊接设备构造超声波焊接设
25、备构造 德国规范DIN1320/4规定了听觉可识别的噪音为16HZ16KHZ之间。工业中运用的超声波焊接设备的频率通常是在2040KHZ之间，超出听觉范围，可以不采取防护措施。主要主要组成部分：成部分：超声波超声波发生器；生器；声波声波传送送压头；振振动声波极和声波极和转换器器底座；底座；压力机；力机；控制安装控制安装IIW Authorised Training Body 1高频焊原理高频焊原理4高频焊接高频焊接 HFDVS2219 高高频焊所需的所需的热量是量是经过高高频交交变电场产生的。生的。施加一定的施加一定的压力，力，经过高高频交交变电场，在适宜的塑，在适宜的塑料中料中产生振子分子振
26、生振子分子振动，它的高，它的高频运运动使其内使其内部摩擦，由此部摩擦，由此产生生热量。只需具量。只需具备该性能的塑料并性能的塑料并且在加且在加热时具有足具有足够的塑性和熔化流的塑性和熔化流动性，才干性，才干进行高行高频焊接。接。 条件：条件：资料的料的电介介质损失逸散系数足失逸散系数足够大。大。DIN16960给出；出； 系数系数0.1时高高频加加热良好；良好； 0.01时高高频加加热有能有能够； 0.001时不能不能够进展高展高频加加热。IIW Authorised Training Body2接头方式接头方式3 运用范运用范围硬硬PVC、软PVCPA聚聚酰胺胺ABS、PUB聚氨聚氨酯PMM
27、A有机玻璃有机玻璃CAB乙乙酰丁丁酯纤维素素CA乙酸脂乙酸脂纤维素素CP丙酸脂丙酸脂纤维素等。素等。 PE、PP、PS、PTFE不能用高不能用高频焊。IIW Authorised Training Body高频塑料焊机高频塑料焊机4高频焊接设备高频焊接设备 高高频发生器的作用是将网路低生器的作用是将网路低频电能能转变成高成高频电能，能，对于塑料于塑料焊接接经常采用任常采用任务频率率为27.12MHZ，并且其偏向，并且其偏向为0.6%，这是国是国际上上认可的工可的工业频率，其功率普通率，其功率普通为0.6150kW。组成组成高频发生器高频发生器带有滤波器的高频电带有滤波器的高频电路路匹配器匹配器
28、任务安装任务安装控制安装控制安装上、下电极上、下电极IIW Authorised Training Body5塑料高频焊接电极配置方式塑料高频焊接电极配置方式IIW Authorised Training Body不同焊接资料与焊接方法的适宜关系不同焊接资料与焊接方法的适宜关系 塑料品种塑料品种焊接方法焊接方法PE PP PAPOMPSPVCPMMAPCABS热气焊接热气焊接超声波焊接超声波焊接摩擦焊接摩擦焊接挤塑焊接挤塑焊接光致热能焊接光致热能焊接高频电焊接高频电焊接发热工具焊接发热工具焊接 注：注：表示表示焊接性能良好，接性能良好， 表示有条件的表示有条件的焊接性能接性能 IIW Auth
29、orised Training Body6. 塑料焊工的培训与考试塑料焊工的培训与考试 为什么要进展焊工培训与考试为什么要进展焊工培训与考试 为了保证焊接质量，受压塑料管如气、水为了保证焊接质量，受压塑料管如气、水管管 的焊接和敷设仅允许按德国气、水协会的焊接和敷设仅允许按德国气、水协会DVGW 的规程的规程GW330来施工，而且只允许经过了考试来施工，而且只允许经过了考试的焊的焊 工上岗，另外还必需有工程监理。工上岗，另外还必需有工程监理。1 1 考考试规试规范：范：EN13067EN130672 2 考考试试内容内容 ： 实际实际考考试试笔笔试试2020道道题题，考，考试时间试时间1 1小
30、小时时。 实实作考作考试试按照按照EN13067EN13067中中 表表1 1和表和表2 2 的要求的要求 预备焊预备焊接接试试件。件。IIW Authorised Training Body3 3 试试件的件的评评定和定和验验收收 评评定：目定：目视检测视检测按按EN13100-1EN13100-1规规范范进进展。展。 破坏性破坏性检测检测弯曲弯曲实验实验 EN12814-1EN12814-1 拉伸拉伸实验实验 EN12814-2EN12814-2 剥离剥离实验实验 EN12814-4EN12814-4 4 4 检测结检测结果和果和证书证书 实际实际考考试试 要求正确率不低于要求正确率不低于80%80%。 实实作考作考试试“e“e评评定合格，定合格，“ne“ne评评定不合格。定不合格。 证书证书有效期有效期为为2 2年。年。
