Stuksvejsning af PVC: det snævre temperaturvindue og hvorfor t2 afgør alt

PVC er ikke bare en anden plast

PVC-U er amorft. Det betyder, at materialet ikke har en krystallinsk smeltezone som PE og PP, men blødgøres gradvist, når temperaturen stiger. Smelten er tynd og lidt klæbrig, og der er ikke det brede område, hvor materialet opfører sig "dejligt", som en PE-svejser kender det.

Samtidig er PVC termisk følsomt. Kommer overfladen over det område, hvor materialet blødgør uden at nedbrydes, spaltes polymeren, og der friges hydrogenchlorid (HCl). Det ses som gul til brun og til sidst sort misfarvning i sømmen, en skarp lugt og et ætsende miljø omkring værktøjet. Nedbrydningen kan ikke laves om, og samlingen skal kasseres.

PVC leder varme dårligt. Overfladen kan derfor være overophedet og nedbrudt, mens kernen i væggen stadig er kold. Netop derfor er både temperatur og tid kritiske, og derfor er stuksvejsning af PVC en opgave, hvor maskinen skal styre forløbet, ikke operatørens fornemmelse.

Det snævre temperaturvindue

DVS 2207-12, der dækker varmtværktøjssvejsning af PVC-U, arbejder med en varmeelementtemperatur omkring 190 grader Celsius. Til sammenligning ligger PE typisk på 200-220 grader efter DVS 2207-1. Forskellen ser lille ud på et display, men den er afgørende: PVC har både lavere blødgøringstemperatur og lavere nedbrydningstemperatur, så vinduet mellem "for koldt" og "nedbrudt" er væsentligt smallere.

Vinduet er også snævert i tid. Opvarmningen skal være lang nok til at blødgøre hele den zone, der skal samles, og kort nok til at overfladen ikke nedbrydes. For længe ved den rigtige temperatur giver samme resultat som for høj temperatur: en død, misfarvet overflade, der ikke binder.

Derfor gælder det, at man aldrig kompenserer for en langsom maskine eller en dårlig forberedelse ved at skrue op for temperaturen. På PE kan et par grader ekstra nogle gange redde en samling. På PVC ødelægger det den.

Forløbet ligner PE, men med lavere tryk og kortere tid

Arbejdsgangen har de samme fire faser som ved PE: forberedelse, opvarmning mod varmeelementet, omstilling og samling med efterfølgende afkøling. Det er niveauerne, der er anderledes. Trykket er lavere, opvarmningen er kortere, og der må ikke opbygges en stor vulst som på PE, fordi den tynde smelte let presses ud af fugen.

Forberedelsen er afgørende. Enderne skal være skåret vinkelret og planhøvlet i maskinen, så fladerne er parallelle og fri for oxidlag og snavs. PVC støver, når det bearbejdes, og støv i svejsefladen giver svage zoner. Rens flader og værktøj, og skift handsker, hvis de er blevet fedtede.

Køletiden skal holdes, selv om PVC føles stift tidligt. Materialet er stift, længe før sømmen har opnået sin styrke, og en samling, der flyttes for tidligt, åbner sig i kanten uden at man kan se det samme tydelige vulstbillede som på PE.

Omskiftertid t2: den parameter der oftest fejler

Omskiftertiden t2 er tiden fra varmeelementet er trukket ud af banen, til emnerne mødes under tryk. På PVC er det den mest kritiske enkeltparameter i hele forløbet.

Grunden er, at den blødgjorte zone er tynd, og at varmen hurtigt forsvinder til omgivelserne og til den kolde kerne i væggen. Bliver t2 for lang, størkner overfladen, før trykket kommer på, og samlingen bliver kold. Bliver t2 for lang og man forsøger at kompensere med højere temperatur, nedbrydes overfladen i stedet, og samlingen bliver død. Der findes ingen tredje udvej, og derfor skal t2 være kort, ensartet og målbar.

DVS 2207-12 angiver et maksimum for t2 afhængigt af godstykkelsen, og halvfabrikatets tabel kan være strengere. Maksimum er et loft, ikke et mål: en maskine, der kan levere en kortere t2 end loftet, giver større sikkerhedsmargin, fordi hele forløbet bliver mindre følsomt over for temperatur, træk og kolde omgivelser.

I praksis skal t2 måles, ikke vurderes. Brug maskinens log, eller mål med stopur ved prøvesamlinger, og kontrollér at spejlet rent faktisk kører helt ud af banen, så emnerne ikke rammer det på vej ind. t2 skal være den samme hele arbejdsdagen, uanset om det er den første eller den fyrretyvende samling.

Hvorfor servo og CNC er ideelle til PVC

En servomotor flytter varmeelementet hurtigt, ensartet og med kendt hastighed. Det giver en kort og reproducerbar t2, fordi bevægelsen ikke afhænger af, hvor hurtigt operatøren reagerer, eller hvor koldt håndtaget er. Samtidig kan trykket bygges op i samme tempo hver gang, hvilket er netop det, PVC kræver.

CNC-styringen tilføjer dokumentationen: temperatur, tider, tryk og t2 gemmes pr. samling og kan udlæses som PDF til bygherre, tilsyn eller egen journal. På et materiale, hvor en samling ikke kan reddes bagefter, er det værdifuldt at kunne vise, at forløbet var inden for standarden.

Sammenlignet med en mekanisk eller manuel hydraulisk maskine er forskellen ikke komfort, men fejlrate. Ved manuel betjening skal operatøren trække spejlet, vende sig og føre emnerne sammen inden for et par sekunder, ofte i kulde, regn eller trang rende. Det lykkes nogle gange. Ved PVC skal det lykkes hver gang, fordi fejlen først viser sig som en kold søm eller en misfarvet kant.

Vælger du maskine til PVC, så spørg efter tre ting: hvor hurtigt spejlet kører ud, om t2 kan indstilles og logges, og om trykket kan holdes konstant gennem hele samlingen. Se også maskintyper og styringsniveauer og valg af stuksvejsemaskine.

Retningslinjer efter DVS 2207-12 og Hürner-praksis

Vælg en maskine med dokumenteret t2 og trykstyring, og kontrollér varmeelementets temperatur med en ekstern måler før dagens første samling. Displayet er en indstilling, ikke en måling.

Indstil temperaturen efter DVS 2207-12 og halvfabrikatets tabel, typisk omkring 190 grader for PVC-U. Brug de tider og tryk, der hører til den konkrete godstykkelse, og hold dem hele opgaven igennem.

Planhøvl og rens fladerne i maskinen, ikke ved siden af. Skær vinkelret, fjern grater, og sørg for at emnerne sidder fast og centreret, så de ikke forskubber sig under omstillingen.

Mål t2 ved opstart og ved materialeskift, og notér værdien. Ændrer omgivelserne sig markant, fx ved arbejde i frost eller i træk, tages en ny prøvesamling, før produktionen fortsætter.

Sug dampene væk ved søm og værktøj. HCl er korrosivt og irriterende for luftveje og øjne, og det angriber maskinens metaldele, hvis det får lov at stå. Rens værktøj og varmeelement efter brug, når materialet er kølet af.

Kontrol og dokumentation

Kontrollen følger de samme metoder som for PE: visuel kontrol af søm og vulst, en bøjeprøve eller trækprøve efter DVS 2203 og dokumentation af forløbet pr. samling. Ved PVC er misfarvning i sømmen et selvstændigt faresignal, også når prøven ellers ser acceptabel ud.

Læs mere om prøvning i DVS 2203: prøvning af svejsninger, om journalen i svejsejournal og dokumentation og om materialets egenskaber i termoplasttyper.

Skærpede parametre og forholdsregler

PVC-U kræver ikke en anden maskine, men en strammere styring af de samme parametre. Tabellen nedenfor er en huskeliste til arbejdet. De præcise værdier hentes altid i DVS 2207-12 og i halvfabrikatets tabel for den aktuelle dimension og godstykkelse.

Før arbejdet skal varmeelementets temperatur kontrolleres med en ekstern måler, flader og værktøj skal være rene, og udsugningen skal være tilsluttet ved sømmen. Under arbejdet må du ikke kompensere for kulde, træk eller en langsom maskine med højere temperatur. Efter arbejdet skal sømmen kontrolleres, forløbet dokumenteres, og værktøjet rengøres, når materialet er kølet af.