Materiały i przygotowanie
Drut spawalniczy i materiały do wytłaczania: PE, PP, PVC-U, PVDF i ECTFE
Drut musi pasować do spawanego elementu, a temperatura odpowiadać materiałowi. W ten sposób unikniesz błędów, które początkowo ujawniają się jako spoina ulegająca rozwarstwieniu.
Drut musi być z tego samego materiału co spawany element
Podczas wytłaczania drut z tego samego materiału jest wtapiany w spawany element. Drut PP w PP, drut PE w PE, drut PVDF w PVDF – a nie „coś, co wygląda podobnie”. Inny polimer daje spoinę, która może wyglądać dobrze, ale nie wiąże się na poziomie molekularnym i pęka pod wpływem obciążenia lub wahań temperatury.
Również w obrębie tego samego typu materiału mogą występować różnice: PE do rur ciśnieniowych i PE do innych zastosowań mogą mieć różne dodatki i właściwości topnienia. W razie wątpliwości należy użyć drutu posiadającego dokumentację potwierdzającą jego przeznaczenie do konkretnego spawanego elementu.
Praktyczne różnice między materiałami
PP jest sztywny i odporny chemicznie, stosowany do zbiorników, pojemników i instalacji wyciągowych. PE jest ciągliwy i udarny, stosowany do rur, folii i wyłożeń. PVDF wytrzymuje wyższe temperatury i media agresywne, ale wymaga silniejszego podgrzewania wstępnego oraz dokładniejszej regulacji temperatury.
Różnica jest odczuwalna zwłaszcza podczas podgrzewania wstępnego: PVDF wymaga dostarczenia większej ilości ciepła w celu uzyskania wiązania, podczas gdy PP i PE są bardziej wyrozumiałe, ale za to wrażliwe na przegrzanie, w wyniku którego materiał ulega degradacji i traci wytrzymałość.
Dokładne temperatury podane są w tabeli producenta dla konkretnego drutu i konkretnego elementu. Należy z niej korzystać – a nie z ogólnych zasad empiri – w przypadku konieczności udokumentowania połączenia.
| Materiał | Densitet (g/cm³) | Bruges typisk til | Podgrzewanie wstępne | Følsomhed |
|---|---|---|---|---|
| PE-HD | 0,95 | Rør, folie, foringer, slagfaste emner | Moderat, jævn | Fugt i emnet giver porer |
| PP | 0,91 | Tanke, beholdere, aftræk, kemikaliebestandige emner | Moderat, jævn | Overophedning giver nedbrydning og lugt |
| PVC-U | 1,40 | Afløb, kemikalieanlæg, kanaler | Lav og meget præcis | Saltsyre (HCl) ved svejsetemperatur - kræver udsugning |
| PVDF | 1,78 | Aggressive medier og højere temperaturer | Højere og meget jævn | Kræver præcis temperaturstyring |
| ECTFE | 1,68 | Aggressive medier, høj temperatur | Høj og jævn | Mindre udvalg af tråd og dyser |
| ABS | 1,05 | Beholdere, kanaler, emner der skal kunne bearbejdes | Lav til moderat | Fugt giver porer; let nedbrydning ved for høj temperatur |
| PTFE | 2,20 | Kan ikke smeltesvejses | Ikke relevant | Nedbrydes før smeltning og afgiver giftige gasser |
Gęstości są typowymi wartościami z kart charakterystyki. Temperatury i wydajności należy zawsze sprawdzać w tabeli producenta dla danego drutu i elementu.
Materiały wymagające szczególnych warunków lub nienadające się do spawania
PE-HD i PP to dwa materiały, w przypadku których spawanie wytłaczowe jest standardową metodą. Pozostałe rodzaje termoplastów również mogą być spawane, jednak każdy z nich wymaga spełnienia warunków, które należy wyjaśnić przed rozpoczęciem prac.
PVC-U można spawać metodą wytłaczową, jednak wymaga to sprzętu i regulacji temperatury przeznaczonych do PVC oraz wydajnego odciągu w miejscu pracy, ponieważ w temperaturze spawania wydziela się kwas solny (HCl). Spawanie doczołowe płytami grzejnymi dla PVC-U opisano w normie DVS 2207-12.
PVDF i ECTFE wymagają wyższych temperatur topnienia i podgrzewania wstępnego, a wybór drutów i dysz jest mniejszy niż w przypadku PE i PP. ABS jest wrażliwy na wilgoć i powinien być spawany w dolnym zakresie temperatur, aby nie ulec degradacji.
PTFE nie podlega spawaniu termicznemu, a tym samym nie można go spawać wytłaczowo: materiał ulega degradacji przed stopieniem i wydziela toksyczne gazy. Jeżeli element ma być odporny na chemikalia w wysokiej temperaturze, alternatywą nadającą się do spawania są PFA lub ECTFE – przy czym PFA wymaga sprzętu zdolnego do osiągania wysokich temperatur.
Odniesienia do norm: spawanie doczołowe płytami grzejnymi dla PE i PP opisano w normach DVS 2207-1 i DVS 2207-11, spawanie gazem gorącym w DVS 2207-3, a spawanie wytłaczowe w DVS 2207-4. Zużycie drutu można obliczyć za pomocą kalkulatora drutu spawalniczego.
Średnica drutu i dysza
Małe wytłaczarki pracują zazwyczaj z drutem 3 i 4 mm, natomiast większe z drutem 4 i 5 mm. Grubszy drut zapewnia większą wydajność, ale wymaga dostarczenia większej ilości ciepła oraz dyszy zdolnej do jego podawania. W przypadku zmiany średnicy należy również wymienić koło podające oraz dyszę.
Drut należy przechowywać w czystym i suchym miejscu. Kurz i wilgoć na drucie dostają się do stopionej masy i powodują powstawanie pęcherzyków – jest to częsta przyczyna spoin, które wyglądają estetycznie, ale nie wykazują odpowiedniej wytrzymałości.
Typowe błędy i sposoby ich unikania
Rozwarstwiająca się spoina: niewłaściwy materiał, wilgoć lub warstwa tlenków. Pęcherzyki (pory): wilgoć, zbyt wysoka temperatura lub cząstki zanieczyszczeń. Pękanie kruche: przegrzanie lub niewłaściwy drut. Zimne krawędzie: zbyt wąska dysza podgrzewająca wstępnie lub zbyt szybkie prowadzenie.
Należy oczyścić element, osuszyć go, użyć czystego i suchego drutu oraz wykonać spoinę próbną na kawałku materiału tego samego rodzaju przed przystąpieniem do spawania właściwego połączenia. Zobacz również spawanie wytłaczowe w praktyce.