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PE管道热熔焊接工艺
作者:    发布于:2019-05-23 17:48:00    文字:【】【】【
摘要:PE管材有柔韧性好,耐腐蚀性强、质轻、抗冲击性能优良等特点,连接可采用热熔对接及电熔等连接方式,使管材、管件熔为一体,系统安全可靠,施工成本低,在工程应用中发展迅速。

PE管材有柔韧性好,耐腐蚀性强、质轻、抗冲击性能优良等特点,连接可采用热熔对接及电熔等连接方式,使管材、管件熔为一体,系统安全可靠,施工成本低,在工程应用中发展迅速。


 1.热熔对接的原理


 1.1什么是热熔对接


 是将塑料管材的末端利用加热板加热熔融后,相互对接融合,经冷却固定而连接在一起的方法。


 1.2热熔对接主要分为五个阶段


 (1)预热阶段:即电热板预热卷边阶段,两管材(件)端口施加一定压力使其熔融卷边。


 (2)吸热阶段:施加一个较小的压力和一定的时间使热量在所要连接的管材(件)内扩散,达到均匀吸热。


 (3)转换阶段:加热板抽击阶段。使连接管材(件)相接处的时间越短越好。


 (4)焊接阶段:两管材(件)熔化端融合在一起,并施加一定压力。


 (5)冷却阶段:熔合的自然冷却,注意不能有张力和机械应力。


 2.焊接方法和步骤


 2.1焊接前的准备


 检查热熔机电源是否接好,铣刀是否能切削,加热板加热是否正常,机架油缸是否运行。


 2.2焊接


 (1)将管道或管件置于平坦位置,放于对接机上,留足10-20mm的切削余量。


 (2)夹紧:根据所焊制的管材、管件选择合适的卡瓦夹具,夹紧管材,为切削做好准备。


 (3)切削:切削所焊管段、管件端面杂质和氧化层,保证两对接端面平整、光洁、无杂质。


 (4)除污:用棉纱蘸拭酒精,对管道头部进行清洗擦拭,除去灰尘泥污等物。


 (5)对中:两焊管段端面要完全对中,错边越小越好,错边不能超过壁厚的10%。否则,将影响对接质量。


 (6)加热:对接温度一般在210-230℃之间为宜,加热板加热时间冬夏有别,以两端面熔融长度为1-2mm为佳。


 (7)切换:将加热板拿开,迅速让两热融端面相粘并加压,为保证熔融对接质量,切换周期越短越好。


 (8)熔融对接:是焊接的关键,对接过程应始终处于熔融压力下进行,卷边宽度以2-4mm为宜;压力应当适宜,太大的压力将导致熔融物全部被挤跑,反而连接不牢。


 (9)冷却:保持对接压力不变,让接口缓慢冷却,冷却时间长短以手摸卷边生硬,感觉不到热为准。


 (10)对接完成:冷却好后松开卡瓦,移开对接机,重新准备下一接口连接。


  2.3焊接工艺三个重要参数:温度、压力、时间


 2.3.1温度的确定


  聚乙烯管材对接焊的最佳焊接温度为200~230℃,一般生产厂家确定为210±10℃;是聚乙烯材料的加工温度,在材料粘流态转化温度之上,只有在这种条件下,聚乙烯产生熔融流动,聚合物的大分子才能进行相互扩散形成缠绕,得到最大的强度和高质量的焊接结果;实践证明,温度低于180℃,即使加热时间长,也不能达到质量好的焊接结果。


如果温度过高,将有可能激活分子链中的C键与氧发生反应,使材料降解,聚乙烯材料将受到氧化破坏。析出挥发性的物质和气体,材料结构发生变化,生成不饱和烃,出现杂质,从而使焊接质量降低。


  2.3.2时间的确定


 (1)加热时间的确定:焊接端面平整后10×壁厚(mm)秒。


 加热时间的长短,决定焊接的质量;是否能将温度均匀传递到焊接面及一定的深度,在转换的阶段保持最佳的焊接温度。管端面熔化的最佳时间,是随着需要加热的面积增大而增大的,更重要的是对流和辐射传播的能量,会随着管壁厚度的增加而减小。


管端面的不平度,造成热量的传递不均匀,窝藏空气,产生气孔,最终影响焊接质量,所以需要和压力密切的配合,在加热的同时施加一定的压力,平整焊接面,促进塑化,形成理想的焊接面进行热传递,然后降压吸热。


 (2)切换时间的确定:10秒内尽可能地缩短,其端面冷却非常快,对接速度慢直接影响焊接质量。


 (3)冷却时间的确定:1.15~1.33×壁厚(mm) 分钟。聚合物材料的导热性差,只有金属的几十分之一,冷却速度相应的缓慢,在冷却的时间内需要进行结晶,收缩,所以需要有充分的时间降到结晶温度,进行充分的晶粒生长,消除内应力,在一定的压力下冷却,避免焊接端面有缩孔。


 (4)压力的确定焊接压力和冷却压力根据焊接面的截面积×0.15N/mm2;在210±10℃的温度下,焊接时间、压力的取值,可以参照德国焊接协会DVS2207-95的标准。


3.热熔机各部件注意事项


  3.1加热板


  加热板最高温度可达250℃,因此必须注意以下各项:


 (1)戴防护手套。


 (2)注意操作人员的安全防护,加热板在焊接完成后应放入专用加热板支架。


 (3)加热板在运输前应使其冷却,以免着火。


 (4)焊接完成后,将加热板放在安全的地方,以免外人以外接触烫伤。


 (5)提加热板时应抓着把手。


 (6)身体切勿直接接触加热板。


 (7)焊接完成后,切忌切断加热板电源。


 (8)切记勿用手触摸加热板。


  3.2铣刀


 (1)管材(件)铣削前,应确保管件端面清洁无杂物,以免损伤到削刀片。


 (2)管材(件)铣削完毕后,待铣刀盘停止转动后,再取下铣刀盘进行存放。


 (3)提取铣刀盘时应提着把手。


 (4)铣刀盘只有装在焊机架上时才可转动工作。


 (5)切勿乱调铣刀微动开关。


 3.3机架


 (1)检查待焊件/材,确保其已准确夹装在机架上,以保证焊接质量,加热时,操作人员适当站离焊机。


 (2)焊接时,如果活动卡盘与固定卡盘碰在一起时,不要使用焊机总开关停机,仅搬动压力调节杆打开卡盘即可。


 (3)在运输机架时,应确保卡具均已靠紧固,以免摔掉落下。


  4.结语


 管道热熔连接质量是PE管道施工质量中重要的一环,必须保证,在焊接过程中要努力克服各种通病,严把焊接中各个环节的质量关,从而确保焊接质量。

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