Svejsemetoder i plast

Nederst har vi beskrevet de enkelte svejsemaskiners styrke ved svejsning af forskellige plastrør og plastmateriale, som findes på det danske marked. Det er dog en forudsætning at plastemnerne og eventuelle tilsætningsmateriale er af samme plasttype.

Selve processen ved svejsning i plast består dels af at opvarme de flader der skal svejses og dels en sammentrykning.

Opvarmningen kan ske ved:

  • Direkte kontakt
  • Varmestråling
  • Friktionsvarme eller
  • Elektricitet.

Det er dog en forudsætning at plastemnerne som svejses sammen og eventuelle tilsatsmateriale, er af samme plasttype. Generelt er rengøring og skrabning af gamle overflader vigtigt - nævnes ikke yderligere i det følgende.

Elmuffesvejsning

Anvendes til rør hvor fittings monteres, hvorefter opvarmning tilføres fittingen gennem ekstern energikilde.

Fittings kan f.eks. være udformet som T-stykker, formindsker muffer mm. består i princippet af en muffe med 2 stik, der krymper efter opvarmning. På indersiden af en fittings er der monteret en spiral af en modstandstråd der genererer opvarmningen, når der tilsluttes strøm fra elmuffesvejsemaskinen.

Extrudesvejsning

Anvendes bl.a. til PP, PE, PVDF, PU, Nylon, PVC, PVC-C og PFA - altså plastik emner der skal svejses og fikseres i forhold til hinanden.

Svejsefugens overflade smeltes med varm luft. Svejsetråd eller granulat drives frem gennem en opvarmet snekke, og ud i svejsefugen gennem en teflonsko, der former svejsefugen samtidig med den trykker det smeltede plast ned i den opvarmede fuge.

Højfrekvenssvejsning

Svejseområdet på plast-emner med dielektriske egenskaber presses sammen og udsættes for et elektromagnetisk felt med høj frekvens. 13 til 100 MHz. Varmetilførslen opstår ved det dielektriske tab i basismaterialet. Emnerne holdes sammen til de er afkølet.

Svejsemetoden kan anvendes til Termoplastisk Polyuretan, Nylon, Celuoseacetat, PET, nogle ABS blandinger, blød PVC til blød eller hård PVC, Blød PVC til polyuretan. Der findes enkelte typer PE og PP film på markedet der kan svejses. Materialer der generelt ikke kan svejses eller giver dårligt resultat er f.eks. PTFE, Polycarbonat, Acetal, Polystyren samt hård til hård PVC.

Induktionssvejsning

Ferromagnetisk elektrisk strømkreds indbygges I svejseområdet på plastemnerne. Emnerne presses sammen og udsættes for et elektromagnetisk felt.

Varmetilførslen opstår ved et elektrisk tab i det elektromagnetiske felt. Emnerne holdes sammen til de er afkølet.

Infrarød svejsning

Sammenføjningsområdet på plastemnerne holdes i en afstand fra en varmeplade, til overfladerne smelter. Varmepladen fjernes og de smeltede overflader presses sammen, og fastholdes til emnerne er afkølet.

Varme – input gennem infrarød stråling. Da opvarmningen er berøringsløs er maximum-temperaturen ikke begrænset af en antislip-coatning.

Kilesvejsning

Overlapsvejsning med varmekile. Anvendes typisk til svejsning af geomembraner, presenninger, PE / PP og PVC folie. Varmekilen opvarmer overfladen mellem membraner, som efterfølgende trykkes sammen.

Lasersvejsning

Overlapsvejsning: Når to folier eller tynde emner samles, sendes laserlyset uhindret igennem det ene materiale, så energien absorberes i grænsefladen mellem de to folier. Dermed kan skabes en meget lokal smeltezone mellem de to lag kunststof. Emnerne nedkøler under tryk.

Lasersvejsning muliggør præcis varmepåvirkning og høj hastighed på store serier.

Farverne af emnerne betyder meget for, hvor velegnet et emne er til denne metode. Transparent - Sort er det letteste at lasersvejse og Hvid - Hvid er det sværeste at lasersvejse.

Mikrobølgesvejsning

Svejseområdet på plastemner med dielektriske egenskaber presses sammen og udsættes for et mikrobølgefelt i området 2 - 10 GHz. Varmetilførslen opstår ved fase forskydning og effekten af polarisering forsagende energitab i basismaterialet. Emnerne holdes sammen til de er afkølet.

 

Muffedornsvejsning

Enderne af plastic emnerne opvarmes ved henholdsvis, at stikke den ene ende ind i en muffe, og den anden ende udenpå en tilsvarende dorn. Muffedornen fjernes og de opvarmede emner stikkes sammen.

Muffedorne er typisk fremstillet i aluminium, coatede med teflon og spændt på en varmeplade. Coatede muffedorn kan anvendes op til 270°C.

Muffedornsvejsning anvendes til rør i plasttyperne PP, PVDF og PE hvortil der findes fittings.

Rotationssvejsning

Svejseområdet bør være symmetrisk rundt presses mod hinanden. Det ene emne under rotation og det andet emne fikseret. Hermed opståer en varme i kontaktzonen som svejser emnerne sammen. Emner holdes sammen under tryk under afkølingen.

Svejsningen kan styres af tid, vridningsmodstand eller afstand på færdig emne. Det er muligt at svejse studse og lign. i vinkel. Metoden er velegnet til oxidationsfølsom plastic.

Plastic der er rotationssvejset, skal typisk efterbearbejdes med skærende værktøj. Rotationssvejsning anvendes til alle typer termoplast.

 

Stuksvejsning

Sammenføjningsområdet på plastemnerne holdes mod en varmeplade, til overfladerne smelter. Varmepladen fjernes og de smeltede overflader presses sammen, og fastholdes til emnerne er kølet.

Sprøjtestøbte emner kan ofte umiddelbart svejses, rør  skal høvles plane og rengøres , bearbejdede emner skal rengøres.

Metode med standard temperatur: Varmepladen består af en aluminiumsplade, belagt med en antislipbelægning (tefloncoating), med indbyggede elektriske varmelegemer, og styret af en termostatisk eller elektronisk styring. Denne metode, hvor den smeltede plast opnår samme temperatur som varmepladen, anvendes til termoplast med svejsetemperaturer op til 270°C. Denne varmeplade kaldes også et svejsespejl.

Metode med høj temperatur: Varmepladen består af en metalplade, uden belægning, med indbyggede elektriske varmelegemer, og styret af en termostatisk eller elektronisk styring. Denne metode anvendes til termoplast med svejsetemperaturer over 270°C. Varmepladen har en højere temperatur end smelten på plasten. Denne metode udvikler afhængig af plasttype en kraftig røg.

Ultralydssvejsning

Svejseområdet på plastemnet presses sammen. Det ene emne ligger fast i en fixtur, mens det andet påvirkes af et ultralydssvejsehorn. Hornet bringes i svingninger ca. 20.000 - 50.000 gange pr. sek. Friktionsvarmen smelter plasten sammen i kontaktfladen. Emnerne holdes sammen til de er afkølet.

Ultralydssvejsning er en meget hurtig svejsemetode, som også bruges ved punktsvejsning, nitning af nagler og isætning af metalemner/gevindstykker i plast. Ultralyd anvendes også til skæring af textiler.

Der findes forskelligt svejseudstyr fra håndapparater til helautomatiske svejserobotter.

Metoden er bedst til plast med lav elasticitetsmodul. Små variationer (f.eks. additiver) kan have stor indflydelse på styrken i svejsningen. Ultralyd kan anvendes til svejsning af Polystyren, ABS, SAN, PC, PMMA, Polyester, PA 15% - 50%, Glasfibre, PP + 15% Glasfibre, POM og Amorf PET.

Varmluftsvejsning med svejsetråd

Anvendes typisk til plastemner med en tykkelse over 2 mm.

Trådsvejsning: Plastemner der skal svejses, fikseres i forhold til hinanden. Svejsefugen samt lidt af svejsetråden opvarmes med varm luft, samtidig med at svejsetråden trykkes ned i den opvarmede fuge.

Varmluftsvejsning med overlap

Anvendes typisk til plastfolier, presenninger og membraner op til 2 mm. tykkelse.

Overlapsvejsning: Folien anbringes med et overlap på ca. 10 - 50 mm. ovenpå et fast underlag. Mellem lagene smeltes overfladen med en flad luftdyse, hvorefter de to lag trykkes sammen med en trykrulle.

Vibrationssvejsning

Højfrekvenssvejsning: Emnerne presses mod hinanden og vibreres med en frekvens fra 190 til 240 Hz, og en bevægelse fra 0,07 mm til 2 mm.

Lavfrekvenssvejsning: Emnerne presses mod hinanden og vibreres med en frekvens på ca. 100 Hz, og en bevægelse fra 2 mm til 4 mm.

Den varme som opstår i processen svejser plasten sammen. Emner holdes sammen under tryk ved afkølingen.

Svejsemetoden kan anvendes til PUR, PA, PMMA, ABS, PP, PVC, PC, POM, PS, SAN og CA.