Сварка полиуретана

Свойства

Полиуретан (TPU) — термопластичный эластомер. Он сочетает гибкость резины и перерабатываемость пластика.

Материал стоек к истиранию, маслам и ударам. Из него делают шланги, сита, накладки, катки и уплотнения.

Полиэфирные и полиэфирные марки по-разному ведут себя во влажной среде. Для воды выбирают стойкие типы.

Сушка

Полиуретан впитывает влагу. Перед сваркой его сушат при 80–100 °C несколько часов.

Влага вызывает пузыри и снижает прочность шва.

После сушки материал хранят в герметичной упаковке.

Температура

Ориентировочный диапазон — 180–220 °C. Точный режим зависит от марки и толщины.

При перегреве материал разлагается и теряет эластичность.

Начинайте с нижней границы и проверяйте образец.

Температура сварки пластика

Пруток

Пруток должен быть из TPU той же марки.

Диаметр выбирают по толщине.

Пруток хранят в сухой упаковке.

Швы

Шов должен быть эластичным, без пузырей.

Для гибких деталей используют накладку.

Кромки разделывают.

Гибкость

После сварки шов не должен быть жёсткой точкой.

Проверьте изгиб.

При необходимости добавьте эластичную накладку.

Применение

Шланги, сита, накладки, катки и защита от абразива.

Для горной отрасли важна износостойкость.

Для пищевой — допуск материала.

Сварка пластика в горнодобыче · Сварка полиацеталя POM

Ремонт

Повреждённый участок вырезают.

Заплату приваривают.

Проверяют гибкость и герметичность.

Безопасность

При нагреве выделяются продукты разложения.

Нужна вентиляция.

Используйте СИЗ.

Вентиляция при сварке

Типовые ошибки

Без сушки, перегрев, неверный пруток и жёсткий шов — основные ошибки.

Не используйте герметик.

• Нет сушки.
• Перегрев.
• Неверный пруток.
• Жёсткий шов.
• Нет вентиляции.
• Герметик.

Практика

Полиуретан сушат перед сваркой. Влага вызывает пузыри и снижает прочность.

Температуру подбирают по марке.

Шов должен сохранять гибкость.

Проверяйте образец на изгиб.

Для износа используйте накладку.

Опыт

На горном объекте ремонтировали полиуретановую накладку. Материал сушили при 90 °C несколько часов, затем варили с прутком TPU. Шов сохранил гибкость, но при перегреве появились бы пузыри.

Полиуретан впитывает влагу, поэтому сушка обязательна. Без неё шов получается пористым и быстро разрушается при изгибе.

Для шлангов важна эластичность. Накладку ставили с внутренней стороны, чтобы она не мешала потоку.

После ремонта деталь проверили на изгиб и нагрузку. Абразивная стойкость зависит не только от шва, но и от толщины материала.

Детали

Полиуретан сушат при 80–100 °C. Влага внутри материала превращается в пар и creates пузыри. После сушки пруток хранят в герметичной упаковке.

Температуру подбирают по марке. Полиэстеровые и полиэфирные типы ведут себя по-разному, особенно во влажной среде.

Шов должен оставаться гибким. Если он становится жёстким, режим слишком горячий.

Для износостойких деталей добавляют накладку. Проверяют на изгиб и истирание.

Пример

Ремонт накладки на горном оборудовании: TPU, толщина 8 мм. Материал сушили, кромки разделывали, варили с прутком TPU.

Шов сохранил гибкость, проверили изгибом.

Накладку поставили на место и испытали нагрузкой.

Через месяц осмотр показал равномерный износ без расслоения.

Технология

Полиуретан сушат, затем очищают кромки. Разделку делают под сварку.

Пруток подают равномерно, не перегревая материал.

Шов проверяют на гибкость и отсутствие пузырей.

Для нагруженных деталей ставят накладку.

Типы и выбор

Полиуретаны делят на полиэфирные и полиэстеровые. Первые лучше сопротивляются гидролизу, вторые прочнее и жёстче. Для влажной среды выбирают гидролизостойкие марки, иначе деталь разрушается изнутри.

Твёрдость измеряют по Шору. Мягкие марки лучше работают на изгиб, твёрдые — на истирание. Шов должен соответствовать основному материалу по твёрдости, иначе появится концентрация напряжений.

Для шлангов важен радиус изгиба. Слишком жёсткий шов трескается при эксплуатации, поэтому режим проверяют на образце.

Перед сваркой уточняют марку, твёрдость и влажность партии. Пруток берут из той же партии, если это возможно.

Для пищевого применения нужен допуск материала, для горной отрасли важнее износостойкость и ремонтопригодность.

Установка и срок службы

Срок службы зависит от абразива, масел, температуры и нагрузки. Полиуретан стареет под действием ультрафиолета и кислорода, поэтому на улице его защищают.

При монтаже деталь не растягивают и не пережимают. Натяг создаёт постоянное напряжение, и шов разрушается раньше срока.

Ремонт выполняют накладкой. Кромки разделывают, поверхность очищают, шов проверяют на гибкость.

После установки деталь осматривают через несколько недель. Ранние трещины говорят о неверном режиме или материале.

Сравнение с другими материалами

Полиуретан выбирают там, где нужна стойкость к истиранию и гибкость. Резина мягче и хуже сопротивляется порезам, ПНД жёстче и не подходит для гибких деталей.

По сравнению с ПВХ полиуретан дороже, но служит дольше в абразивной среде. Для воды и масел разница особенно заметна.

Сварка полиуретана сложнее, чем сварка ПНД: мешает влага и узкий режим. Поэтому многие узлы делают литыми или клееными.

Если деталь работает на изгиб, сварной шов должен быть эластичным. Жёсткая накладка приводит к трещинам рядом со швом.

Для ремонта на месте сварка удобнее замены: не нужно демонтировать весь узел. Но качество зависит от сушки и навыка исполнителя.

Экономия на сушке кажется выгодной, пока шов не начнёт пузыриться. Потери от повторного ремонта выше стоимости сушильного шкафа.

Запас прочности

Для ответственных деталей закладывают запас по толщине и нагрузке. Тонкая накладка быстрее истирается и требует повторного ремонта. Лучше один раз сделать толще, чем возвращаться на объект через месяц.

Чек-лист

Проверьте сушку, режим, пруток и гибкость.

• Материал определён.
• Сушка проведена.
• Температура проверена.
• Пруток TPU.
• Шов эластичен.
• Образец испытан.
• Вентиляция есть.
• Документы готовы.