Ручной сварочный экструдер что это такое

Ручной сварочный экструдер – что это такое

Современная промышленность отличается высокими темпами развития, особенного прогресса достиг выпуск различных видов синтетических материалов, которые востребованы в самых разных сферах и отраслях – полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид и многие другие. Выполненные из термопластика изделия встречаются практически везде – отделочные материалы, бытовые мелочи и т.д. Подобное обилие привело к появлению специальных приборов, выполняющих функцию обработки различных видов пластика – сварочных экструдеров.

Ручной сварочный экструдер занимает особое положение на современном рынке инструментов. Аппарат предназначен для выполнения прочного и надежного соединения изделий, изготовленных из полипропилена, пропилена, полиэтилена и других видов пластмасс. Для большего удобства при использовании механическое приспособление обычно выполняется в виде пистолета с ручкой. Сверху предусмотрена верхняя насадка, обеспечивающая нагрев рабочей смеси в процессе эксплуатации.

Конструкция устройства включает следующие узлы:

Термонагреватель;
Камера, необходимая для расплавления пластика;
Экструзионная камера;
Дробильный шнековый механизм;
Двигатель;
Питатель;
Сварочное сопло;
Система контроля.

При выполнении работ соединение осуществляется в несколько этапов. Подвергаемый нагреву пластик становится вязким, после чего массу наносят на стыкуемые поверхности. После этого потребуется некоторое количество времени для того, чтобы образуемый сварочный шов остыл.

Производители представляют на выбор покупателя два вида моделей экструдеров ручного типа. Устройства отличаются видом используемого сырья – гранулы или пруток. Производительность устройств обоих типов одинакова.

Принцип действия устройства с прутком

Перед началом работы требуется заправка устройства присадочным прутком, который должен быть выполнен из того материала, что и свариваемые элементы. Его пропускают в размещенную на передней панели приёмную втулку. Заправляют пруток таким образом, чтобы его свободный конец попадал в зону захвата шнеком. Включение электродвигателя активизирует два процесса:

Воздействие концентрированной струи горячего воздуха обеспечивает нагрев присадочного прутка;
Через определенный период времени, определяемый специальным датчиком, происходит подача прутка в зону измельчения.

Далее под воздействием вращающегося шнека пруток начинает дробиться, постепенно превращаясь в гранулированную массу. Плавясь, перемещается дальше, где гранулят становится гомогенно однородным. Оказываемое шнеком давление приводит к перемещению массы в сварочную зону и дальнейшему поступлению в сварочное сопло. Следующий этап – прижим к поверхности свариваемых изделий. В результате давления смесь выдавливается наружу. Аккуратная и точная работа способствует получению однородной полосы. В зависимости от конфигурации сопла ее ширина может быть различной. Внешняя температура существенно ниже создаваемой терморегулятором. Благодаря этому происходит мгновенное застывание присадочного прутка. В итоге образуется высокопрочный сварочный шов.

Поверхности свариваемых изделий должны быть обязательно очищены от загрязнений. Также они должны быть одинаковыми. Имеются в виду следующие параметры:

Используемый пруток также должен быть идентичен материалу обрабатываемых деталей.

Особенности выбора устройства

При выборе ручного экструдера рекомендуется учитывать следующие параметры:

Уровень производительности в единицу времени;
Толщина свариваемых изделий;
Удобство управления основными процессами при выполнении работ;
Комплектация аппарата дополнительными сменными приспособлениями;
Диапазон диаметров прутка.

Преимущества применения

Использование инструмента обеспечивает эффективность сварочных работ, которые выполняются в более короткие сроки, отличаются более высоким уровнем качества. Под воздействием высоких температур образуется надежный и долговечный шов, который гарантированно сохранится на протяжении всего срока эксплуатации изделий. Работать с устройством можно в любом удобном для пользователя положении. Кроме этого его использование обеспечивает возможность сваривания изделий различной толщины и геометрической формы.

Аппарат используется для сварки различных видов пластика, тканей ПВХ, пленки, выполненных из термопластика листов, пластиковых труб и т.д. Применение экструдера значительно облегчает процесс локального ремонта трубопровода, позволит выполнить в более короткие сроки монтаж разводки. В зависимости от модели выполняемые инструментами дополнительные функции могут быть различными.

Сварка пластика: выбор ручного сварочного экструдера

Двадцать первый век без сомнения можно назвать веком пластика. Из него изготавливается всё больше технических деталей и предметов обихода. Разработаны полимерные материалы твёрдые, как камень, крепкие, как сталь. Ну а в коррозионной стойкости и химической инертности пластику просто нет равных. Кроме того, он лёгкий, не бьётся и может принять практически любую форму и свойства.

Использование полимерных материалов во всех областях промышленности и бытовых условиях делает актуальным ремонт пластиковых изделий, а также соединение деталей. Как и в случае с металлом, эти работы получили название сварочных. В основе схожий принцип: материал разогревается и подаётся на соединяемые поверхности.

Правда, низкая температура плавление поливинилхлорида, полиэтилена и полистирола позволяет не так сильно разогревать предварительно заготовки, с которыми ведётся работа, в отличие от сварки металлов. Не получится и использовать для разогрева высокое напряжение: пластик является диэлектриком и не проводит электрический ток. На помощь приходит ручной сварочный экструдер.

Устройство и принцип действия ручного аппарата для сварки пластика

Агрегат для сварки изделий из пластика чаще всего выполняется с рукояткой пистолетного типа, как и многие другие инструменты, например, электродрель.

В конструкцию любого экструдера входят следующие элементы:

Электропривод. Эту функцию выполняет мощный электромотор, который устанавливается в задней части прибора. Питание производится от сети 220 вольт.
Электронагреватель с вентилятором. Здесь снова же с помощью электричества формируется поток горячего воздуха, предназначенный для приведения заготовок в размягчённое состояние.
Камера подачи материала. Имеет трубчатую форму, внутри полая, но по центру её проходит ось шнекового винта, как в мясорубке. При вращении он не только измельчает материал, подаваемый в камеру, но и продвигает его к выходу, формируя необходимое давление.
Экструзионная камера. Здесь измельчённый и расплавленный пластик скапливается и под давлением начинает выходить из отверстия в конце камеры.
ТЭН. Создаёт нагревательную рубашку вокруг камеры подачи и экструзии, обеспечивая нагрев и расплавление пластика.
Сварочный башмак. Это насадка, надевающаяся на подающее сопло экструзионной камеры. Благодаря башмаку разогретая пластиковая масса имеет определённую форму. Это позволяет работать с разной конфигурацией сварочных швов.
Блок регулировок. Имеет органы управления для изменения параметров нагрева и скорости вращения шнека.

Принцип действия ручного сварочного экструдера принципиально выглядит следующим образом: подаваемый внутрь аппарата присадочный пруток или гранулы пластика в загрузочной камере начинают размягчаться и становятся вязкими.

Шнековый винт измельчает и продвигает пластик, пока тот не накопится в экструзионной камере. Оттуда тот выдавливается под давлением, как с помощью кондитерского шприца выдавливают крем. Одновременно горячий воздух, подаваемый на заготовки из сопла, разогревает их до состояния склеивания с выходящей массой.

Особенности аппарата

Параметры устройств обусловливают их сферу применения.

Мощность

Один из главных параметров в любом инструменте. Определяет как работу привода шнекового винта, осуществляющего измельчение и подачу пластика, так и работу нагревательного элемента. Непосредственно от мощности зависит производительность экструдера, то есть насколько быстро он может работать с максимальной длиной сварочного шва. Как и любой предмет с электрическим нагревом, ручной экструдер должен иметь довольно большую мощность для комфортной и быстрой работы. У большинства представленных на рынке устройств она находится в пределах от 1600 до 3600 Ватт. Чем больше этот параметр, тем больше пластика он может расплавить и подать через башмак на свариваемые заготовки.

Толщина соединяемых изделий

Определяет, с какими заготовками может допускается работа аппарата. Линейно зависит от мощности — чем она выше, тем толще можно брать детали на сварку. Параметр актуален для производства и ремонта, так как далеко не у всех есть необходимость производить сварку толстых листов. Нижний порог обычно начинается от 1,5 мм. Соединить можно и более тонкие листы, однако в этом случае заготовка может деформироваться под влиянием мощного разогрева. Верхний предел у мощных устройств может достигать 40 мм. При большей толщине прочность сварочного шва резко падает, так как прогреть и расплавить такую заготовку на всю глубину уже проблематично.

Диаметр прутка

Для моделей с подачей именно пластикового стержня вводится параметр допустимого диаметра. У профессиональных моделей он составляет 5 — 6 мм, в противном случае обеспечить необходимую производительность килограмм пластика в час не удастся. Компактные модели для меньшей толщины изделий и пруток используют 3 мм.

Читать еще: Что означает сталь 45

Тип подаваемого материала

Материал может быть в двух вариантах исполнения — пластиковый присадочный пруток либо гранулят.

Первый вариант оказался удобнее и получил значительно большее распространение, чем второй по нескольким причинам:

Пруток, смотанный в бухты, удобнее транспортировать. В случае повреждения транспортировочной упаковки материал не получает критических повреждений. А вот гранулят при разрыве мешка высыпался, и никто его уже не собирал.
Пруток, заведённый в приёмную камеру, может подаваться до тех пор, пока не размотается бухта. Нужно лишь слегка высвобождать несколько витков для последующей работы. Гранулят засыпается в специальный бункер. Для того, чтобы заполнить, его нужно снять. Бункер открытого типа неудобен в работе, материал из него может высыпаться. Но даже в этом случае для снаряжения экструдера нужно либо оторваться от работы, либо иметь в штате помощника-ассистента.

Органы управления

Простые модели экструдеров оснащены всего лишь парой механических переключателей — рукояток с делениями. С помощью них можно отрегулировать температуру подаваемой пластиковой массы и скорость её подачи. Продвинутый профессиональный инструмент комплектуется электронными системами. Здесь за регулировку отвечает электронный блок, а информация выводится на жидкокристаллический дисплей. Как вишенка на торте — оснащённость датчиками окружающей температуры для минимизации перепада на выходе пластиковой массы.

Производительность

Поскольку далеко не все операторы могут напрямую безошибочно связать мощность и объём работы, который позволяет выполнить инструмент, вводится понятие производительности в единицу времени. Эта характеристика показывает, сколько расплавленной пластиковой массы может произвести аппарат в час. Соответственно, чем больше показатель, тем более пригоден прибор для профессионального использования при больших объёмах работы. Измеряется в килограммах в час, может варьироваться в пределах от 0,5 до 3 кг/ч.

Производители

В отличие от такого распространённого инструмента, как дрели, болгарки и перфораторы, ручные сварочные экструдеры характеризуются весьма узкой специализацией. Массовый спрос на них практически отсутствует, зато те специалисты, которые приобретают данный аппарат хорошо разбираются в характеристиках и готовы выложить за профессиональный инструмент не одну сотню тысяч рублей. Правда, и риск высок.

К примеру, экструдер приобретается для сращивания пластиковых элементов бассейна. Стоимость личного плавательного водоёма весьма высока, а если представить, что резервуара клиентов начали давать течь из-за сварки некачественным аппаратом… Это не пару саморезов закрутить. Убыток от рекламаций способен поставить на прибыльном бизнесе крест. Поэтому и покупают дорогой фирменный прибор, чтобы не запятнать репутацию.

Так складывается ситуация на рынке оборудования. Ручной экструдер практически невозможно найти в обычном строительном магазине. Его реализуют либо специализированные организации под заказ, либо через интернет на профильных сайтах. И цена у такого устройства стартует от 50 тысяч рублей. Мощные экземпляры стоят уже значительно дороже: 200 — 500 тысяч.

Munsch

Германия. Вроде настоящая, без китайской сборки. Качественная надёжная сборка и материалы. Высокая ремонтопригодность, что немаловажно для аппарата такого класса — после поломки его не выкинешь, будет жалко потраченных денег. Впрочем, поломке ещё надо случиться, ведь всё продумано до мелочей. Большинство инструментов имеют раздельный нагрев массы и заготовки, что позволяет работать на улице при низких температурах.

Leister

Швейцария. Где находится производство, компания не афиширует, а пользователи доверяют ей, пока их устраивает высокое качество инструмента. Известная марка в России, есть несколько линеек разной мощности. «Фишкой» Ляйстера является продвинутая система интеллектуального управления процессом экструзии. Информация выводится на дисплей, пользователь имеет доступ к большому числу точных настроек.

Stargun (Ritmo)

Италия. Достойный конкурент приведённых выше аппаратов. Большинство изделий характеризуются высокой мощностью (минимальная производительность 2 кг/час). Имеет компактные размеры и различные удобства вроде эргономичных рукояток, выверенного центра тяжести и подсветки зоны сваривания.

Weldy

Дочерний бренд Leister. Видя, что многие хотят подешевле, швейцарцы организовали сборку в Китае, немного снизили качество и ощутимо сбросили цену. Впрочем, бояться инструмент, как кота в мешке, не стоит: даже китайская сборка всё равно опережает российскую, тем более что контроль качества всё же не пропускает откровенно ущербные аппараты на рынок.

Отечественное производство

Маркируется РСЭ, то есть просто аббревиатурой, за которой идёт расшифровка мощности и других параметров. Иногда могут брендироваться именем собственным, например, Урал-1. Собирается на отечественных заводах или на китайских по заказу из Москвы. По обещанию некоторых производителей, окупает себя после первого выполненного заказа.

Хотите инструмент по цене работы на нём — тогда вам сюда. Серьёзно, есть поклонники и этого оборудования. Чаще всего это мастера, которые и сами экструдер собрать могут. Покупают изделие российской марки как конструктор, из которого можно «сварганить» что-то под свои нужды.

Самые удачные модели экструдеров

RITMO STARGUN R-SB 50

Мощность 4 кВт.
Производительность 5 кг/ч.
Диаметр прутка 4 -5 мм.

Толщина свариваемых.
поверхностей 15 — 40 мм.
Средняя цена 450 000 р.

Мощная высокопроизводительная модель, обеспечивает выход пластиковой массы до 5 кг-час. Относительно компактные размеры при большой мощности позволяют использовать экструдер в ограниченном пространстве, например, в системах вентиляции, внутри ёмкостей и трубопроводов. Контроллер температуры раздельный, что позволяет отдельно регулировать жар из сопла разогрева и экструзионную массу. Производителем заявлен расход воздуха 350 л/мин. Такой мощный горячий поток способен разогреть толстостенные конструкции до 40 мм толщиной.

Leister Fusion 3C 123.866

Мощность 2,8 кВТ.
Производительность 1,8 — 3,6 кг/ч.
Диаметр прутка 4 — 5 мм.

Толщина свариваемых.
поверхностей 3 — 20 мм.
Средняя цена 280 000 р.

Компактный и высокопроизводительный экструдер средней мощности. Универсальный аппарат благодаря широкому диапазону регулировок. Производитель обращает внимание на наличие контроллера скорости вращения шнека, сопряжённого с температурой. Это даёт возможность плавно регулировать количество подаваемого материала. В результате становится возможной работа как с тонкими материалами, так и с толстостенными элементами вроде бочек и бассейнов.

Munsch MAK-18-S-B

Мощность 2300 Вт.
Производительность до 2,5 кг/ч.
Диаметр прутка 3 — 4 мм.

Толщина свариваемых.
поверхностей 4 — 15 мм.
Средняя цена 240 000 р.

Одно из самых бюджетных решений среди экструдеров Мюнш. Мощность невелика для профессионального аппарата, поэтому он предназначен для тонких и лёгких работ. Зато сварочный шов получается идеальным. Модель почти не содержит различных «примочек», нагрев прутка и выходящего воздуха совмещён. Это ограничивает сферу применения тёплыми цехами. Зато качество изготовления и надёжность позволяют не жаловаться на инструмент.

Заключение

Хороший сварочный экструдер не может стоит дёшево — это главное правило данного сегмента инструмента. Высокая цена будет означать хорошие показатели мощности, надёжную работу всех узлов и агрегатов.

Читайте также другие полезные статьи:

Видео-обзор сварочного экструдера Leister Fusion 3C 123.866

Технология сварки ручным экструдером

1 Принцип сварки и устройство оборудования

Экструзионная сварка применяется для сварки листов, профилей и пленок из пластмасс – полиэтилена, полипропилена, реже ПВХ или ПВДФ, еще реже из других термопластов. Для монтажа напорных трубопроводов из термопластов экструзионная сварка неприменима по одной причине – при стыковом расположении свариваемых изделий (труб, листов или пр.) прочность сварного экструзионного соединения не превышает 80% от прочности исходных изделий.

1.2 Общие требования

Так же как и для любой другой технологии сварки пластмасс, для сварки экструдером действуют общие требования:

– Сваривать следует только изделия из одинаковых термопластов. Важнейшими показателями «одинаковости» являются химический состав, плотность и показатель текучести расплава. При сварке экструдером те же требования предъявляются к присадочному материалу.

Замечание: Если показатель текучести расплава (ПТР) свариваемых деталей отличаются, то присадочный материал следует по возможности выбирать таким образом, чтобы его ПТР был средним между ПТР свариваемых деталей.

– Свариваемые поверхности должны быть чистыми. При экструзионной сварке это требование настолько жесткое, что свариваемые поверхности должны быть механически очищены даже от тончайшего слоя окислившегося материала не более чем за 20 мин до начала сварки. Это связано с тем, что технология экструзионной сварки создает сравнительно небольшое течение и перемешивание материала в зоне сварки.

Читать еще: Что лучше титан или нержавеющая сталь

1.3 Главная идея

Технология сварки экструдером была изначально разработана для сварки сравнительно толстостенных деталей. По сравнению с технологией сварки горячим воздухом с применением присадочного материала (прутка), сварка экструдером обеспечивает следующие преимущества:

Позволяет сварить толстостенные детали за один проход;
Увеличивает скорость сварки;
Уменьшает влияние человеческого фактора на качество сварного шва.

В принципе, экструзионная сварка двух деталей заключается в следующем:

– Свариваемые поверхности – специально подготовленная сварочная канавка (рис.1) или угол между листами (рис.2) или поверхность пленки, уложенной внахлест (рис.3). Свариваемые поверхности предварительно нагреваются до температуры пластификации горячим воздухом, выходящим из сопла предварительного нагрева сварочного экструдера. В случае стационарных цеховых сварочных экструдеров поверхности могут нагреваться тепловым излучением.

– Одновременно с этим присадочный материал в форме прутка или гранул подается в экструдер, нагревается до вязко-текучего состояния и перемешивается шнеком экструдера до достижения гомогенной (однородной) массы.

– Вязко-текучий присадочный материал выдавливается из сварочного экструдера и подается в зону сварки через т.н. сварочный башмак.

– Давление, необходимое для экструзионной сварки, прикладывается через присадочный материал – сварочным башмаком. В случае стационарных цеховых сварочных экструдеров сварочное давление на присадочный материал может сообщаться отдельными приспособлениями.


Рис. 1 Шов V-типа	Рис. 2 Шов K-типа	Рис. 3 Шов F-типа

1.5 Схема работы сварочного экструдера

Поскольку зона сварки обязательно должна быть нагрета перед впрыскиванием присадочного материала, сварочный экструдер снабжен нагревателем воздуха. Горячий воздух подается в зону сварки через т.н. «сопло предварительного нагрева» и нагревает свариваемые поверхности до вязко-текучего состояния. Температура горячего воздуха регулируется специальным контроллером.

Нагреватель воздуха может быть в форме термофена, т.е. иметь встроенный нагнетатель воздуха. Как вариант, экструдер может быть рассчитан на внешнюю подачу воздуха – от компрессора или пневмосети предприятия.

Если речь идет о сварочном экструдере шнекового типа (Рис.4), то присадочный материал в форме сварочного прутка или гранул подается в шнековую (экструзионную) камеру.

Вращение шнека обеспечивается электроприводом, в качестве которого часто используют обычную ручную дрель. С учетом того, что нормальная продолжительность работы экструдера больше, чем у дрели, на качественных экструдерах используются модифицированные электромоторы, рассчитанные на продолжительный режим работы и имеющие больший ресурс.

Проходя через экструдер, присадочный материал постепенно нагревается и перемешивается до состояния однородной массы. Нагрев материала обеспечивается электронагревателями, расположенными вокруг экструзионной камеры. Температура электронагревателей регулируется специальным контроллером.

Как вариант, в более простых и дешевых моделях экструдеров нагрев экструзионой камеры может производиться горячим воздухом, который проходит через полость вокруг экструзионной камеры и только после этого подается в зону сварки. В этом случае температура нагрева присадочного материала «привязана» к температуре горячего воздуха.

Расплавленный присадочный материал подается в зону сварки через т.н. сварочный башмак.


Рис. 4 Схема работы сварочного экструдера шнекового типа	Рис. 5 Схема работы сварочного экструдера плунжерного типа

В сварочных экструдерах плунжерного типа (рис.5) используется упрощенная схема продвижения присадочного материала через зону нагрева.

Материал в виде сварочного прутка подается на профильные вальцы, которые с усилием вводят его в цилиндрическое отверстие зоны нагрева. Электронагреватели, расположенные вокруг зоны нагрева, постепенно нагревают пруток до вязко-текучего состояния. Таким образом, задняя твердая часть прутка служит поршнем для передней пластифицированной части.

Сварочные экструдеры плунжерного типа отличаются меньшей производительностью. Компактность и небольшой вес позволяют использовать такой экструдер в труднодоступных местах. К недостаткам плунжерных экструдеров следует отнести их высокую требовательность к диаметру и идеально круглой форме сварочного прутка. А подача присадочного материала в форме гранул здесь вообще невозможна.

Нагретый присадочный материал из сварочного экструдера плунжерного типа, так же как и из шнекового экструдера, подается в зону сварки через сварочный башмак.

Форма рабочей поверхности сварочного башмака соответствует форме свариваемых поверхностей. В передней части башмака имеется специальный «нос», ограничивающий выдавливание присадочного материала вперед по направлению сварки.

Давление присадочного материала на «нос» сварочного башмака обеспечивает движение сварочного экструдера в направлении прокладки сварного шва. Скорость движения сварочного экструдера, таким образом, определяется производительностью экструдера и площадью сечения сварного шва.

1.6 Свариваемые материалы

Экструзионной сваркой наиболее часто свариваются изделия из ПНД, ПП или др. термопластов 1-й группы, у которых разница между температурой вязко-текучего состояния и температурой начала термодеструкции составляет более 50ºС. Это означает, что даже значительный перегрев материала (на 30-40ºС) не может серьезно повредить материал.

Термопласты 2-й группы, как ПВДФ и особенно ПВХ, отличаются неприятной особенностью – температура термодеструкции материала не намного превышает температуру пластификации. Поэтому при сварке ПВДФ особые требования предъявляются к точности работы системы нагрева материала (экструзионной камеры). А для сварки ПВХ, кроме того, используется сварочный экструдер со шнеком специальной формы, который более тщательно перемешивает материал в процессе его расплавления, не допуская локального перегрева.

Температурная неустойчивость термопластов 2-й группы, кроме того, накладывает дополнительные ограничения на технологию экструзионной сварки – в частности, экструдер не должен выключаться и вновь включаться в процессе сварки, не должен надолго оставляться в режиме ожидания и т.п.

Другая неприятность, связанная с ПВХ – это его абразивность и высокая химическая активность при нагреве. Это предъявляет особые требования к стойкости материалов экструзионной камеры и шнека.

Конструкция и принцип работы ручного экструдера для сварки

Ручной сварочный экструдер – это инструмент для выполнения ремонта и обслуживания изделий, изготовленных из полипропилена, а также родственных материалов с низкой температурой плавления. В промышленности и быту агрегат обычно используют при монтаже трубопровода.

Конструкция

Любой сварочный экструдер, независимо от модели и назначения, состоит из двух узлов:

Температурный. Отвечает за нагрев пластика до рабочей температуры. Большинство моделей оснащены реле, ограничивающим степень воздействия.
Рабочий. Подающий механизм отвечает за подачу присадочного материала на соединяемую заготовку через шнековый аппарат.

Отдельные аппараты оснащены измельчительным механизмом, для подготовки присадочного состава к эксплуатации. Речь идет о профессиональных экструдерах для сварки полипропилена. Они адаптированы под пластик любого типа, независимо от размеров и крепости. Бюджетные модели способны функционировать только на гранулах.

Типовая модель состоит из следующих элементов:

электрический двигатель;
загрузочный узел;
шнековый механизм;
зона расплава;
нагревательный элемент;
насадки для нанесения состава на поверхность;
Блок управления с тепловым реле.

Для каких материалов применим?

Аппарат предназначен для работы с полимерными термопластами, которые под действием высокой температуры приобретают высокую эластичность или переходят в текучее состояние. Попытка нагрева термореактивной пластмассы сопровождается необратимой химической реакцией.

Полимеры имеют различную температуру плавления. Полимеры низкого давления (ПНД) изменяют агрегатное состояние при 120 Сº, поливинилхлорид – при 220 Сº. Диапазон температуры плавления прочих составов промышленного назначения варьируется в пределах 160-220 Сº.

Качественные агрегаты оснащены механизмом регулировки температуры смеси, что позволяет работать с любым полимером.

Принцип действия

Принцип действия экструдера основан на подаче расплавленного присадочного материала на рабочую поверхность. Для этого необходимо поместить в загрузочный узел прутки или гранулы, в зависимости от типа модели.

После загрузку оператор запускает двигатель, нагревая пластик до заданных параметров потоками горячего воздуха. Полученная однородная масса поступает к рабочей насадке, через которую попадает на рабочую плоскость в виде полосы, размер которой ограничен величиной сопла. Шов формируется в процессе естественного охлаждения расплавленной массы.

Правила эксплуатации

Ручной экструдер для сварки пластика достаточно прост в использовании. Для получения базовых навыков достаточно ознакомиться с обучающими видеоматериалами на просторах интернета. В процессе работы необходимо руководствоваться инструкцией по эксплуатации аппарата и учитывать свойства и тип соединяемого материала – подход к листовым изделиям отличается от методов сварки труб.

Читать еще: Как почистить монету из алюминиевой бронзы

Перед эксплуатацией необходимо тщательно подготовить рабочую поверхность. Для этого ее очищают от загрязнения и удаляют влагу.

При соединении разнородных материалов требуется особое внимание, поскольку температура плавления различных материалов может отличаться. Например, сварка пластика низкого давления и полипропилена не будет проблемой, за счет схожих температурных характеристик, а вот ПНД и ПВХ соединить невозможно.

Для получения качественного и надежного шва, следует соблюдать следующие правила:

Необходимо контролировать правила загрузки прутков в аппарат. Неправильная подача чревата нарушениями работы измельчительного механизма, что может привести к получению неоднородной рабочей массы.
Устанавливайте температуру нагрева в соответствии с применяемыми материалами.
Насадка должна прочно прижиматься к поверхности. Если соединяемые элементы имеют простую форму, то данное требование соблюдать просто. При работе с криволинейными листами и прочими поверхностями сложной формы, необходимо пользоваться сменными соплами.
При отсутствии информации о материале изготовления, следует воздействовать на заготовку потоком горячего воздуха, без применения присадочных прутков. Температурный режим, при котором деталь начнет плавиться, позволит определить ее состав с высокой точностью.

Выбор модели

При подборе экструдера для пайки пластика следует обращать внимание на следующие характеристики:

Производительность устройства;
Диапазон регулировки рабочих параметров;
Максимальная толщина соединяемых заготовок;
Диаметр применяемых прутков.
Наличие сменных насадок;

Неопытные пользователи не уделяют должного внимания последнему пункты, несмотря на его важность. От грамотного выбора насадки зависит расход присадочного материала.

Самодельное устройство

Стоимость нового экструдера достаточно высока – цена на модели начального уровня стартуют с 300 $. Это подталкивает мастеров к изобретению различных самоделок. Обладая необходимыми навыками, можно собрать ручной экструдер своими руками без особых затрат. В интернете можно найти рабочие чертежи рабочих аппаратов с различными характеристиками.

Для сборки самого простого агрегата понадобится промышленный фен и двигатель коллекторного типа, который легко переносит постоянные изменения режима работы. Подавать прутки придется вручную. Насадки изготавливают самостоятельно или приобретают и приспосабливают запасные части существующих моделей.

Использование плунжерного привода позволит выполнять работы на гранулированном сырье.

Производители

Рынок предлагает потребителям множество моделей зарубежного и отечественного производства. Наиболее популярными производителями являются следующие компании:

Средняя стоимость российских моделей составляет 600-800 $. Цены зарубежных аппаратов выше: 900-1200 $.

Выполнение сварки экструдером

Перед работами необходимо подготовить зону соединения, согласно требованиям, которые были описаны выше. Затем оператор должен снять блокировку с аппарата и настроить температурный режим, согласно характеристикам используемого материала.

Во время подачи состава на поверхность следует избегать резких движений. Во время перерыва необходимо уменьшить температуру до 50 Сº — это не даст смеси остыть и позволит быстро вернуться к работе.

Заключение

С помощью сварочного экструдера можно качественно соединить пластиковые изделия любых габаритов. Эксплуатация аппарата не требует особых навыков, поэтому процесс ознакомления с особенностями использования не отнимет много времени.

Конструкция и применение сварочного экструдера

Слово «экструдер» в буквальном смысле означает «выталкиватель». Так называют группу аппаратов, предназначенных для выдавливания на поверхность различных полужидких масс, в том числе полимерных (пластиковых), резиновых и прочих. Экструдер для резиновой массы иногда называется также шприц-машиной.

Принцип действия

Сварочный экструдер — специализированный аппарат для так называемой экструзионной сварки, которая применяется для соединения полимерных материалов различных классов — полиэтилена высокой (ПВД) и низкой (ПНД) плотности, полипропилена, поливинилхлорида (ПВХ) и других наиболее часто применяемых в быту и промышленности пластиков.

Экструзионная сварка — это процесс соединения полимерных материалов с помощью расплавленной до консистенции густой сметаны массы из материала, однородного со свариваемыми или схожего с ними по физико-химическим свойствам.

В отличие от более известной сварки металлов, соединение деталей из пластмассы экструзией не подразумевает расплавления кромок соединяемых деталей, хотя нагрев до определенной степени все равно происходит.

Шов образуется при отвердевании и схватывании с кромками полурасплавленной экструдированной массы. При этом достигается высокая прочность сварного соединения — до 0,8 от прочности основного материала.

Сварка пластика экструдером наиболее часто применяется в сантехнике — для соединения водопроводных труб, в строительстве, при различных работах, целью которых является изготовление любых пластиковых конструкций — баков, понтонов, теплиц.

Изготовление экструдируемой массы осуществляется либо из полимерных гранул — исходного материала для создания любых пластиков, либо из так называемых присадочных прутков, которые перемалываются до гранулированного состояния внутри самого экструдера.

В роли прутка в некоторых (не во всех) моделях может выступать узкий отрезок того же материала, который планируется сварить. Например, при сварке изделия из полипропиленовых листов можно применять в качестве прутка ненужный отрезок полипропилена, но не другого пластика.

Большинство сварочных экструдеров западного производства предназначены для использования с присадочным материалом от того же производителя. Отечественные разработки менее требовательны к присадке. Ручной сварочный экструдер в обиходе часто называют экструзионным пистолетом.

Конструкция

Любой сварочный экструдер — это сдвоенное устройство. Один из его узлов — мощный нагреватель с реле температуры, который предназначен для расплавления пластика. Другой является собственно выдавливающим устройством, снабженным шнековым механизмом, который подает расплав через сопло-насадку.

В зависимости от типа питания (пруток или гранулы) в составе экструдера может присутствовать измельчитель (дробилка). Твердый материал нагревается до нужного состояния дольше, и для его подачи нужна конструкция более сложного типа, чем традиционный недорогой и простой в эксплуатации шнек. Таким образом, менее сложные и менее дорогие экструдеры в большинстве своем сконструированы под питание гранулами.

В общем случае конструкция типового экструдера содержит, кроме вышеназванных, следующие узлы и элементы:

асинхронный электродвигатель;
«обойму» для питания;
экструзионную камеру;
камеру для расплавления;
ТЭН;
насадку-сопло (у хороших моделей — комплект из нескольких насадок);
прямую и боковую рукоятки;
блок управления с термостатом.

В зависимости от типа питания сварочного экструдера подаваемая присадка либо сразу попадает в камеру расплавления (сыпучие гранулы), либо поступает в экструзионную камеру, где подвергается предварительному нагреву, измельчению, и только после расплаву. Расплавленная масса через сопло подается на сварочный шов, где застывает за считаные секунды.

Для каких материалов применим

Качественный сварочный экструдер должен иметь блок регулировки с механическим, сенсорным или кнопочным управлением, которое позволит менять температуру нагрева смеси.

Дело в том, что разные пластики плавятся при различной температуре. Наименьшая она у ПНД — 120-130 °C (в зависимости от марки), наивысшая — у поливинилхлорида — до 220 °C. Остальные популярные промышленные полимеры имеют температуру плавления в пределах 170-200 °C.

Экструзионной сварке можно подвергать только пластики из группы термопластов. Материалы из группы реактопластов расплавлению с последующим восстановлением не подвергаются, при высокой температуре они просто начинают гореть.

Самодельное устройство

Сварочный экструдер относится к сложным механизмам для профессионального использования. Его цена начинается от 30 тысяч рублей за самую простую модель, и может доходить до ста тысяч и более за мощную и высокопроизводительную. Отечественные разработки также представлены на рынке, они на 10-20% дешевле импортных, но все равно стоят достаточно дорого.

Поэтому при возникновении разовой необходимости сварить, к примеру, две водопроводных трубы (их обычный материал изготовления — полипропилен) проще воспользоваться экструдером, сделанным своими руками. Самый простой вариант конструкции представляет собой мощный строительный фен, снабженный насадкой для прутка — либо самодельной, из жести, либо промышленного изготовления.

Подача прутка в этом случае будет производиться вручную. Мощности фена хватит для его расплавления, но качество шва, конечно, будет ниже, чем у промышленных моделей.

Если позволяют возможности, фен можно соединить со шнековым или плунжерным приводом для подачи питания. В этом случае, если смонтировать приемную камеру, можно будет использовать гранулированное сырье.

Двигатель для привода рекомендуется коллекторный, так как работа экструдера подразумевает постоянное изменение крутящего момента. Двигатели других типов хуже выдерживают такой режим работы.