Схема сварки штуцеров с полиэтиленовыми трубами. С помощью нагревательного элемента 1 одновременно нагревают свариваемые части (в зоне сварки) трубы 2 и штуцера 3. После того как детали подготовлены, производят контактную стыковую сварку, для чего штуцер 3 устанавливают на бобышку 4, на которую также монтируют трубу 2. На схеме показано положение нагревательного элемента 1, трубы 2 и штуцера 3 в процессе нагрева свариваемых деталей, а также положение деталей при сварке. Для нагрева элемента служит горелка 5. Сварка выполняется на столе 6.
Практика показывает, что приспособления с использованием горелок для сварки металлов конструктивно весьма просты и с успехом могут быть широко применены в равной степени в заводских и построечных условиях. Однако для таких приспособлений лучше всего применять газопламенную горелку ГГП-1-56, предназначенную для сварки пластмасс. Положительным качеством этой горелки является то, что температура пламени горелки на небольшом расстоянии от мундштука составляет 250-300° С. Это значительно ниже температуры пламени горелок для сварки металлов, работающих на ацетиленокислородном пламени или газах-заменителях ацетилена и кислороде.
При пользовании горелкой ГГП-1-56 температура нагревательного элемента приспособлений не будет значительно превышать температуру сварки полиэтиленовых труб, что обеспечивает равномерное, заранее заданное качество сварных швов.
Для контактной сварки встык пластмассовых труб разработаны и внедрены сменные мундштуки (нагреваемые наконечники), которые в зависимости от конструкций электрических горелок навертываются, либо ввертываются в наконечник горелки. Кромки труб в зоне сварки нагревают теплом плоского или профильного мундштука, который в свою очередь нагревается воздухом или другим газом, поступающим из горелки в его внутренние каналы.
Мундштук горелки для контактной сварки труб выполняется в виде тонкостенной металлической пластины с двумя и более параллельными кольцевыми замкнутыми каналами, посредством которых достигается равномерное распределение температуры и нагрева мундштука. Отработанный газообразный теплоноситель на выходе
выбрасывается в атмосферу через незакрытое отверстие мундштука. Температура нагрева мундштука легко регулируется путем перестановки в электрических горелках нагревательных элементов.
Контактную сварку с успехом используют при изготовлении труб из листового эластичного полиуретанового поропласта (поролона), который применяется в качестве звукотеплоизоляционного, амортизационного и настилочного материала. Трубы из пенополиуретана (поролона) толщиной 20 мм, продольные швы которых сварены контактной сваркой.
Контактная сварка стыков поропластовых труб выполнена с помощью нагревательных инструментов типа электропаяльника. Для этой цели могут быть применены приспособления с нагревательными элементами, нагреваемыми пламенем горелок.
При устройстве трубопроводов и арматуры из полиэтилена применяют также сварку газообразными теплоносителями с присадочным материалом. В сравнении с контактной сваркой этотспособ менее производителен и экономичен.
При устройстве трубопроводов и трубопроводной арматуры из винипласта применяют сварку газообразными теплоносителями, а сварные швы, в отличие от контактной сварки, образуются с помощью присадочных одинарных и двойных прутков.
Процесс сварки винипластовых труб в монтажных условиях газообразными теплоносителями с присадочным прутком и расположение присадочных прутков в сварном шве .
Для сварки кольцевых швов винипластовых труб применяют приспособление. При изготовлении труб из листового винипласта необходимо смещать продольные швы с таким расчетом, чтобы они не были продолжением один другого. В зависимости от назначения винипластовые трубопроводы изготовляют из листового материала различных сечений.
В тех случаях когда необходимо видеть транспортируемую среду в винипластовых трубах, в них вваривают смотровые окна из органического стекла. Сварку ведут газообразными теплоносителями с помощью присадочных прутков. Таким способом винипласт довольно хорошо сваривается с органическим стеклом. Сварка таких узлов выполняется V-образными стыковыми швами. Сварка швами внахлестку менее целесообразна.
Сварка газообразными теплоносителями с присадочными прутками широко применяется также при изготовлении запорной трубопроводной арматуры из винипласта. Для изготовления сварных вентилей используют листовой и круглый винипласт, а детали изготовляют на механическом оборудовании. Сварной фланцевый вентиль из винипласта. Сварку первого шва выполняют одинарным прутком, последующих — двойным.
Инженер Р. О. Берне разработал приспособление и технологию для контактно-стыковой сварки винипластовых труб диаметром от 20 до 114 мм. Этот способ сварки, в отличие от существующих, позволяет повысить производительность труда в 8 — 10 раз. Сварку ведут без сварочных прутков.
Для обеспечения соосности труб контактно-стыковую сварку проводят в центрирующем приспособлении.
Приспособление состоит из неподвижного зажимного устройства 1, подвижного зажима 2, рычажного приспособления 3 и нагревательного элемента 4. Свариваемые заготовки помещают в зажимы 2 и 3, а между ними — нагревательный элемент 4, температуру которого доводят до 180-220° С. Рычагом прижимают обе половины трубы к нагревательному элементу до нагрева на глубину 2-3 мм. Несколько отведя от нагревателя заготовки трубы 5, его вынимают, затем быстро подают осевое давление и трубы 5 прочно свариваются между собой, образуя сварной шов 6.
Продолжительность цикла сварки трубы диаметром 250 мм составляет около 45 сек вместо 7-8 мин при сварке струей горячего воздуха.
При сварке внутри труб образуется грат (концентрическое кольцо), который сужает внутренний диаметр на 1-2 мм. Чтобы избежать этого, на свариваемых торцах труб с внутренней стороны снимают фаски под углом 30-60°, в зависимости от толщины стенки труб.
Для изготовления сварочного нагревательного элемента Р. О. Берне использовал нагревательный элемент для бытовых электроприборов (ГОСТ 303-56), который монтируется между двумя пластинками нержавеющей стали.
В технической литературе имеются описания высокочастотной стыковой и продольной сварки винипластовых труб. Хотя этот способ и не нашел в настоящее время широкого применения, он все же является весьма перспективным. При этом способе сварку ведут без присадочного материала. Собственно сварка выполняется с большой скоростью.