Jak svařit PVC fólii?

Moderní způsoby tvarování plastových výrobků – vstřikování, vytlačování, vakuové tvarování atd. umožňují získávat jak hotové výrobky, tak polotovary, které se následně různými způsoby zpracovávají na výrobky. Asi 40-50% vyráběných produktů je vyráběno ve formě prefabrikovaných konstrukcí, získaných různými způsoby spojování jednotek a dílů: mechanické, lepení, svařování atd.

V současné době je svařování hlavní metodou výroby nerozebíratelných spojů. Svařování je proces vytváření nerozebíratelného spoje na základě vzájemné difúze (difúzní svařování) nebo chemické interakce (chemické svařování) makromolekul polymeru, v důsledku čehož mizí rozhraní mezi spojovanými povrchy a z jednoho polymeru vzniká strukturální přechod. k jinému. Svařování je nepostradatelné při výrobě obalů v každém odvětví, zejména v potravinářském průmyslu, má široké uplatnění ve stavebnictví, zemědělství atd. Polymerní materiály se vyznačují nízkou tepelnou vodivostí a vysokou tepelnou kapacitou. Ke svařování tedy dochází pouze v teplotním rozsahu, při kterém je polymer ve stavu viskózního toku.

Kvalita spojů získaných svařováním závisí na podmínkách procesu, struktuře polymerní fáze a kompatibilitě polymerů. Z mnoha metod svařování polymerních materiálů při výrobě obalů jsou nejrozšířenější tyto: kontaktní tepelné, tepelné pulzní, ultrazvukové, vysokofrekvenční a méně často svařování zahřátým plynem. Kontaktní tepelné svařování je nejjednodušší a nejekonomičtější metoda, která se vyznačuje poměrně vysokými pevnostními charakteristikami spoje. Z metod tepelného kontaktu jsou nejpoužívanější svařování stále zahřívanou elektrodou a tepelné pulzní svařování. V prvním případě slouží jako ohřívač elektroda z tepelně vodivého materiálu. Uvnitř elektrody je umístěna elektrická cívka. Doba svařování trvale zahřívanou elektrodou odpovídá době jejího kontaktu se svařovanými materiály. Tlak při svařování se provádí stisknutím elektrody.

Tepelné pulzní svařování se provádí elektrodou s vysokým ohmickým odporem, například nichromovým páskem nebo drátem, který se zahřeje proudovým pulzem aplikovaným na něj ve zlomku sekundy a odevzdá teplo svařovaným fóliím. Páska nebo drát je upevněn v upínacím zařízení, které zajišťuje potřebný tlak na spojované materiály při svařování. V tomto případě může být tlak na svařované fólie během tepelného pulzního svařování udržován během procesu ochlazování svaru. Tato metoda je široce používána při svařování polyolefinů, vícevrstvých fólií a kombinovaných materiálů na bázi polymerů.

Ultrazvukové svařování je založeno na přeměně ultrazvukové frekvenční vibrační energie vnesené do materiálu na teplo. Možnost použití této metody je spojena s modulem pružnosti materiálu, který charakterizuje schopnost přenosu energie pružných vibrací. Tato metoda dobře svařuje fólie z polyethylentereftalátu, polyamidu, polykarbonátu a polystyrenu. Vysokofrekvenční svařování se provádí díky teplu generovanému v polárním materiálu, když je umístěn ve střídavém elektromagnetickém poli vysokofrekvenčních proudů. Kritériem použitelnosti vysokofrekvenčního svařování pro fólie je hodnota tangens dielektrických ztrát polymeru tq 8. Uvolnění množství tepla potřebného pro svařování je možné při hodnotě tg 8 > 0,01. Mezi takové materiály patří polyvinylchlorid a polyamid. Polyolefiny – LDPE, HDPE, PP – patří mezi polymerní materiály nejpoužívanější v obalovém průmyslu a jsou snadno svařitelné tavením. Polyolefiny se vyznačují nízkou aktivační energií viskózního toku (46-53 kJ/mol), mají relativně nízký bod tuhnutí (120-169 °C), široký teplotní rozsah viskózního stavu (nad 50 °C), relativně nízkou viskozitou taveniny, a proto patří mezi snadno svařitelné polymery.

Významný rozdíl mezi teplotou tekutosti a teplotou destrukce polyolefinů umožňuje, aby se podmínky svařování široce měnily. Polyolefiny se dobře svařují tepelným kontaktním svařováním a ohřívače mohou kontaktovat jak vnitřní (svařované) povrchy (tavné svařování), tak vnější (penetrační svařování). Polyolefinové fólie do tloušťky 150 mikronů se doporučuje svařovat podle schématu s jednostranným přívodem tepelné energie a fólie s tloušťkou nad 150 mikronů – s oboustranným přívodem tepelné energie, zatímco pro fólie do 150 mikronů tloušťka je doporučená šířka švu v rozmezí 2-5 mm a pro fólie nad 150 mikronů – v rozmezí 4-6 mm. Ke spojování polyolefinových fólií o tloušťce 20-250 mikronů se používá především tepelné pulzní svařování, protože mají široký teplotní rozsah mezi přechodem do viskózního stavu a destrukcí. V závislosti na tloušťce svařovaných fólií (25-100 mikronů) s oboustranným ohřevem jsou optimální režimy tepelného pulzního svařování v následujících mezích (viz tabulka 1).

Tabulka 1. Parametry režimu tepelného pulzního svařování fólií s oboustranným ohřevem a tlakem 0,2 MPa, doba chlazení 3 sekundy, pulzní výkon 1,2 kW

Stavba skleníku není kompletní bez pokrytí konstrukce plastovou fólií. Filmový materiál různých tlouštěk a textur se používá ve stavebnictví k vytvoření parozábrany a letní obyvatelé pokrývají skleníky nebo bazénové mísy levným, ale odolným materiálem.

Fólie se zpravidla prodává v rolích, takže její délka a šířka je omezena určitými parametry, které často nestačí na úplné pokrytí skleníku nebo jiné konstrukce jedním plechem. Proto se uchylují ke svařovací fólii, aby vytvořili velkoplošnou polyethylenovou fólii.

Řemeslníci nedoporučují používat lepidlo nebo pásku při svařování fólie: tyto materiály nejsou schopny zajistit pevnost švu. Svařování umožňuje vzájemné pronikání polyetylenových vláken na molekulární úrovni, což zajišťuje vysokou pevnost a spolehlivost svaru.

Trh nabízí profesionální zařízení pro svařování polyethylenu, ale levné improvizované prostředky jsou vhodné i pro jednorázové projekty výstavby skleníků.

Technologie svařování fólie

Polyetylen musí být zahříván velmi opatrně. Teplota tání materiálu přímo závisí na jeho tloušťce (od 30 do 200 mikronů), takže ohřev zařízením se pohybuje od 130 stupňů do 160 stupňů.

Kromě toho by rychlost vaření neměla být vysoká (jinak se šev jednoduše nestihne vytvořit), ale ne příliš pomalá (jinak se vytvoří „louže“ roztaveného polyethylenu). Ideálního švu se dosáhne nastavením průměrné teploty a průměrné rychlosti tání látky.

• Odborníci zdůrazňují, že svařované materiály musí mít stejnou strukturu a tloušťku.
• Před zahájením postupu je povrch budoucího švu důkladně vyčištěn.
• Přebytečné nečistoty vytvoří vadný šev. Svařování se provádí pouze na neporušených oblastech fólie.
• Pokud byl polyethylen „vařen“ dříve, nebude možné znovu získat vysoce kvalitní šev na stejném povrchu.

Jako šablonu by bylo dobré použít papír. Umístí se pod fólii nebo na ni. Papír neovlivňuje kvalitu švu, nelepí se na fólii, protože teplota materiálu není dostatečně vysoká. Po dokončení postupu se papír jednoduše odstraní.

Druhy svařování fólie

1. Kontaktní svařování se provádí zahřátím fólie horkým vzduchem nebo kovem a následným stlačením obou stran.
2. Extruzní svařování umožňuje dosáhnout vysoce kvalitního švu: roztavený film pod tlakem je umístěn ve speciálním stroji, kde jsou okraje tkaniny lisovány. Spolehlivost takového svařování je asi 70%.
3. Svařování za tepla se provádí ohřevem fólie speciálními kovovými tryskami.

Metoda 1. Svařování modifikovanou páječkou

Svařovací fólie s běžnou 40-60 W páječkou je nepřijatelná: zařízení s největší pravděpodobností jednoduše zničí materiál nebo vytvoří nerovný šev. Pro přilepení fólie sejměte hrot z páječky vložením měděné nebo hliníkové tyče do volného prostoru.

Výsledkem je malá kontaktní plocha (do 2 mm), takže nedojde k poškození materiálu. Řemeslníci doporučují mírně zakulatit konec větvičky, aby na fólii vznikly hladké křivky.

• Je nutné přitlačit větvičku k filmu pod úhlem 35-45 stupňů.
• Místo páječky je přípustné podobným způsobem upravit hořák na dřevo.
• Princip činnosti jednotek je podobný. Pro dosažení rovnoměrného švu se doporučuje vést páječku podél pravítka.
• V tomto případě je šev vytvořen s přesahem. Pájkou je třeba pohybovat opatrně, lehkým tlakem a stejnou rychlostí.

Metoda 2. Svařování domácí žehličkou

Žehlička je přítomna v každé domácnosti, takže svařování fólie touto metodou bude probíhat bez problémů.

Fáze svařování fólie žehličkou jsou následující:

1. Polyetylen je položen na dřevěný (tepelně izolační) povrch. Je nutné zkontrolovat, zda je povrch rovný a hladký (bez vln nebo jiných nerovností).
2. Na fólii položte papír. Je vhodné použít silnou celulózu, ale ne karton.
3. Na žehličce vyberte režim „bavlna“.
4. Šev musí být proveden přejetím ostré hrany podešve železa podél spoje. Úhel sklonu zařízení vzhledem k papíru by měl být asi 5-10 stupňů.
5. Žehlička se pomalu pohybuje po celé látce.
6. Po dokončení postupu je nutné na vytvořený šev rychle aplikovat chladivý materiál.
7. Operace se opakuje 3-4krát za sebou.

Řemeslníci vytvářejí nástavce na žehličky, které mají tvar čepele krasobruslařů pro bruslení na ledě. Pokud umístíte několik těchto čepelí v řadě podél podrážky žehličky, můžete získat dvojité nebo dokonce trojité švy.

Pro vytvoření takových nástavců jsou vhodné jakékoliv žáruvzdorné kovy (nerez, neželezné kovy mědi, duralové slitiny s hořčíkem).

Metoda 3. Profesionální vybavení

Z profesionálních zařízení se často používá speciální aparát, kdy se fólie sevře mezi dva nahřívané pásy. Design vizuálně připomíná velké nůžky.

Horní lišta zařízení je pohyblivá (zvedá se pro umístění polyetylenu na spodní lištu). Jak sestupují, zahřáté pásy pevně sevřou fólii a vytvoří šev. Zároveň je na trhu i automatizované zařízení pro svařování polyetylenu.

Metoda 4. Svařování vysokofrekvenčním proudem

V průmyslovém měřítku vyrábí speciální zařízení vysokofrekvenční proudy pro svařování velkých polyetylenových plechů (například napínací stropy). Švy jsou nejvyšší kvality.

Metoda 5. Svařování fénem

Pro svařování se používá specializovaný vysoušeč vlasů s automatickým nastavením teploty a udržováním stabilního proudění horkého vzduchu.

• Trysky se vybírají v závislosti na vlastnostech materiálu.
• Nejčastěji se jako tryska používá kovová tyč.
• Jinak je sled akcí stejný jako při svařování žehličkou.
• Před zákrokem je nutné klouby vyčistit.

Fólie je slepena překrývající se, ohřívána horkou tyčí, která je ohřívána přiváděným vzduchem. Lisovací tlak na fólii provádí obsluha.

Jakýkoli způsob svařování fólie vyžaduje dodržování bezpečnostních opatření (jak při ruční práci, tak při svařování fólie speciálním zařízením). Řemeslníci věří, že s praxí můžete získat vysoce kvalitní šev pomocí filmu a pomocí domácích nástrojů (žehlička a páječka).