Оборудование для экструзионной сварки изделий из полимеров

Применение сварки экструдером

Сварка пластмасс экструдером заключается в предварительном прогреве свариваемых поверхностей нагретым газом (воздухом), в последующем впрыске между ними пластифицированного присадочного материала и прижиме этого материала сварочным башмаком для создания сварочного давления и формирования шва. По сравнению со сваркой горячим воздухом со сварочным прутком, экструзионная сварка имеет более высокую производительность, а также обеспечивает более высокую прочность за счет стабилизации сварочных параметров и создания более высокого сварочного давления. При сварке листов нагретым инструментом на цеховых машинах прочность соединения еще выше, зато сварочные экструдеры мобильнее и дешевле.

Как работает сварочный экструдер

Для предварительного прогрева используется термофен, сопло которого расположено непосредственно перед сварочным башмаком. Для качественной экструзионной сварки, с максимальной прочностью и без деформации исходных деталей, требуется прогрев поверхностей на глубину около 0,5 мм. Это условие определяет оптимальную скорость экструзионной сварки, которая составляет 10-50  см/мин. Требуемая температура воздуха зависит от типа полимера. Например, для полипропилена оптимальная температура воздуха для предварительного нагрева 250-300°С.
Главный узел оборудования для экструзионной сварки - экструзионная камера. Как правило, выполнена в виде нагреваемой гильзы с вращающимся шнеком внутри. Присадочный материал подается в экструзионную камеру в виде прутка или гранул и перемещается вперед с постепенным нагревом до пластикации, перемешиванием до однородного состояния, постепенным повышением давления расплава и выдавливанием воздуха в обратном направлении. Для экструзионной сварки полиэтилена (ПЭ, ПНД) или полипропилена (ПП) не требуется космически точного терморегулятора нагрева или сложного шнека, полиэтилен и полипропилен не придирчивы к температуре и не абразивны. Для экструзионной сварки ПВДФ используют более точный терморегулятор и шнек с цементированной поверхностью.
Экструзионная сварка ПВХ - большое искусство. ПВХ разрушается при малейшем перегреве, поэтому требуется дорогой терморегулятор. По этой же причине при сварке экструдером ПВХ предпочитают недогревать, расплав имеет высокую вязкость, шнек вращается с трудом и требует привода повышенной мощности. А поверхности шнека и гильзы требуют обязательной цементации для противостояния быстрому износу вязким расплавом.
Для впрыска расплавленного присадочного материала (экструдата) между свариваемыми поверхностями служит т.н. сварочный башмак.