Wyższa Szkoła Komunikacji i Zarządzania

Przedmiot: Procesy i Technologia Produkcji

Instrukcja do ćwiczenia nr 6

TECHNOLOGIE ŁĄCZENIA STOSOWANE

W BUDOWIE MASZYN

Opracowała: dr inż. Dorota Czarnecka-Komorowska

Poznań 2007

6. RODZAJE POŁĄCZEŃ STOSOWANE W BUDOWIE MASZYN

Wyróżniamy następujące rodzaje połączeń części maszyn:

NITOWANIE

Nitowanie – połączenie za pomocą nitu. Jest to proces pracochłonny, zastępowany przez

spawanie. Wykonuje się z aluminium, brązu, Cu, stali, np.: St3N.

Zakuwanie nitu może być ręczne (młotkiem), półręczne (młotek pneumatyczny) lub maszynowo

na nitownicach. Rodzaje nitów to: z łbem kulistym, z łbem płaskim, soczewkowym, grzybkowym,
trapezowy, itd. Rodzaje połączeń nitowych :

mocne – stosowane w konstrukcjach stalowych, wymagana duża wytrzymałość złącza,
szczelne – stosowane przy wyrobie zbiorników niskociśnieniowych, wymagana duża
szczelność , a mniej wytrzymałość

mocno – szczelne, stosowane przy wyrobie kotłów i zbiorników wysokociśnieniowych,
wymagana duża szczelność i wytrzymałość.

LUTOWANIE

Lutowaniem nazywamy łączenie metali przy użyciu lutu (spoiwa) z metalu lub z stopu łatwiej

topliwego niż metal nim łączony. Rozróżnia się: a) lutowanie miękkie – temperatura od 270 – 300

o

C,

luty cynowe (LC 30 – najgorszy, LC 90 – najlepszy), lutowanie transformatorowe, lutowanie
oporowe. Materiały pomocnicze i kalafonia zmniejsza napięcie powierzchniowe, b) lutowanie twarde
– temperatura od 600 do 1300

o

C. Rodzaje lutów: Cu, brąz, mosiądz, Ni, Ag. Służą one do trwalszego

połączenia części metalowych. Zastosowanie: łączenie stali narzędziowych ze stalami zwykłymi,
wlutowywanie węglików spiekanych, łączenie metali kolorowych z metalami żelaznymi.

POŁĄCZENIA KOŁKOWE

Kołki są to łączniki metalowe, które w złączu uniemożliwiają wykonywanie względnego ruchu

względem siebie. Możemy je podzielić w zależności od przeznaczenia na mocujące, ustalające oraz
zabezpieczające oraz ze wzgl. na kształt na gładkie stożkowe, walcowe – wymagają pasowanych
otworów oraz karbowe – w pobocznicy walca wygnieciony jest klin. Ze wzgl. na umiejscowienie w
złączu na wzdłużne (najczęściej zastępują wpust, kołek biegnie wzdłuż osi wału); poprzeczne oraz
styczne (są mocowane na pograniczu piasty i czopa).

POŁĄCZENIA SWORZNIOWE

Sworzeń jest to grubszy kołek, najczęściej osadzony luźno, który umożliwia względny ruch

łączonych elementów. Rodzaje połączeń sworzniowych to: sworznie spoczynkowe (ciasno
pasowany), sworzeń pływający (luźno osadzony na całej długości), sworzeń ruchowy (ciasno
pasowany).

POŁĄCZENIA KLINOWE

Połączenia klinowe to połączenia rozłączne spoczynkowe. Elementem łączącym jest klin. Kliny

są to łączniki metalowe o pochyleniu wzdłużnym jednej ze stron 1:100. Rowek w piaście musi mieć
to samo pochylenie. Wyróżnia się dwa typy połączeń klinowych: a) połączenie klinowe wzdłużne, b)
klinowe poprzeczne.

a) wzdłużne - służą głównie do łączenia piast kół zębatych, pasowych, sprzęgieł, itp. z wałami.

Najczęściej są stosowane kliny wzdłużne wpuszczane, osadzone w rowkach wałów i piast, kliny
płaskie i wklęsłe - stosuje się w połączeniach lekkich (mało obciążonych), kliny styczne - stosujemy
w połączeniach ciężkich, przenoszących duże momenty skręcające,

b)

kliny poprzeczne (nastawcze) – służą głównie do ustalania wzajemnego położenia

nastawnych części mechanizmów i regulacji luzów.

W czasie montażu klin zostaje wbijany w połączenie. Klin przenosi swoją powierzchnią całe

obciążenie złącza.

POŁĄCZENIA WPUSTOWE

Wpustami nazywamy łączniki podobne do klinów wzdłużnych, lecz niemających pochylenia.

Służą one głównie do łączenia wałów z piastami osadzonych na nich części, ale nie zabezpieczają
tych elementów przed przesuwaniem się po wale. Umożliwiają przenoszenie momentu obrotowego
z wału i na odwrót. Wykonane z prętów ciągnionych St5-St7. Dobiera się wymiary poprzeczne na
podstawie średnicy wału. Rodzaje a) wpusty pryzmatyczne: zaokrąglone (obustronnie, jednostronnie -
drugi koniec ścięty płaski, ścięte, pełne-bez otworów, jedno i dwuotworowe oraz wyciskowe -
z otworkiem gwintowym na śrubę), b) wpusty czółenkowe (Woodruffa).

POŁĄCZENIA WIELOWPUSTOWE

Wielowpusty stosuje się w połączeniach wymagających dobrego środkowania względem wałka

oraz możliwości przesuwania koła wzdłuż osi wałka oraz zmniejszenie osłabienia wałka rowkami.
Podział: a) według zarysu (prostokątne, trójkątne, ewolwentowe, trapezowe), b) spoczynkowe i
ruchowe, c) odmiany: lekka (6-8-10 wpustów, zaliczamy do połączeń spoczynkowych); - średnia
(większa liczba wpustów mogą pracować przy obciążeniach średnich);-ciężka (10-16-20 wpustów
stosowane przy dużych obciążeniach zmienianych kierunkowo).

W połączeniach wielowpustowych jest większy nacisk powierzchniowy, rozkład nacisków jest

bardziej równomierny, wielowpusty usztywniają wał, lepsze środkowanie piasty względem czopa,
lepsze prowadzenie koła w połączeniach wielowpustowych, łatwe wykonanie i montaż.

POŁĄCZENIA GWINTOWE

Połączenie gwintowe - połączenie rozłączne spoczynkowe, w którym elementem łączącym są

gwintowane łączniki: śruba z nakrętką lub wkręt. W skład połączenia gwintowego wchodzą także
elementy pomocnicze, takie jak podkładki i zawleczki.

Podkładki mają za zadanie ochronę elementów złącza przed zadrapaniem w czasie dokręcania

łącznika oraz niekiedy wraz z zawleczką zabezpieczania przed samoczynnym odkręcaniem się
nakrętki.

Ze względu na rodzaj użytego łącznika połączenia gwintowe dzielą się na połączenia śrubowe i

wkrętowe.

6.1

ZGRZEWANIE TWORZYW SZTUCZNYCH

Proces zgrzewania tworzyw termoplastycznych odbywa się w warstwach wierzchnich

łączonych tworzyw lub w ich masie, doprowadzonych pod wpływem ciepła do stanu
plastycznego i ciekłego - w obszarze tym, zachodzi wzajemne przeplatanie się fragmentów
makrocząsteczek (lub ich segmentów), co ułatwia ich wzajemny docisk.
Proces zgrzewania zależy od temperatury, do jakiej nagrzewa się łączone tworzywo, docisku
wywieranego na łączone części, czasu zgrzewania oraz czasu i warunków ochładzania.

Zdolność do zgrzewania tworzyw sztucznych zależy, także od polarności cząstek,

orientacji struktury, ilości wprowadzonego do polimeru zmiękczacza i innych dodatków.
Ponieważ proces zgrzewania mam charakter dyfuzyjny, czas trwania wywołanego docisku
wpływa w dużym stopniu na właściwości mechaniczne złącza.

Ze względu na sposób doprowadzenia ciepła do elementów łączonych proces

zgrzewanie można sklasyfikować następująco:

−

zgrzewanie przy nagrzewaniu od strony łączonych powierzchni (stosuje się do
łączenia grubych elementów), np. za pomocą nagrzanego drutu, listwy, impulsowe.

−

zgrzewanie, w którym ciepło doprowadza się do wewnętrznej strony elementów
łączonych, np. zgrzewanie przy użyciu nagrzanego klina lub płyty,

−

zgrzewanie, w którym ciepło jest wytwarzane w warstwach wierzchnich tworzyw
łączonych lub w całej masie tworzyw, np. zgrzewanie tarciowe, drganiowe,
pojemnościowe, ultradźwiękowe, indukcyjne, laserem.

6.1. ZGRZEWANIE PRZY NAGRZEWANIU OD STRONY ZEWNĘTRZNEJ
ŁĄCZONYCH POWIERZCHNI


6.1.1. Zgrzewanie za pomocą nagrzanej taśmy lub drutu

Zgrzewanie za pomocą nagrzanej taśmy lub drutu polega na uplastycznieniu i stopieniu

tworzywa elementów łączonych w miejscu docisku wywieranego nagrzaną taśmą
rezystancyjną lub drutem, przez które płynie prąd elektryczny. Następnie odcina się taśmę
lub drut i schładza się miejsce zgrzewania. Metodę tę często stosuje się do zgrzewania
worków i toreb z folii polietylenowej (PE). Schemat zgrzewania z pomocą nagrzanej taśmy
rezystancyjnej przedstawiono na rysunku 6.1.

Rys. 6.1. Schemat zgrzewania za pomocą
nagrzanej taśmy rezystancyjnej: 1 – folia
zgrzewana, 2 – taśma, 3 – zgrzeina, 4 –
elementy dociskowe, np. rolki

6.1.2. Zgrzewanie za pomocą nagrzanej listwy (oporowe lub kontaktowe)

Zgrzewanie za pomocą nagrzanej rezystancyjnie listwy (zagrzewanie kontaktowe) polega

na ściśnięciu i uplastycznieniu tworzywa elementów łączonych pomiędzy nagrzaną listwą
i zimnym podłożem lub dwiema nagrzanymi listwami, następnie ochłodzeniu złącza
pozostającego po naciskiem i wyjęciu zgrzanych folii spod listew.

W celu uniknięcia przywierania nagrzanych listew do tworzywa i zmniejszenia strat

ciepła listwy pokrywa się smarami silikonowymi lub między listwy umieszcza się przekładki
z folii teflonowej albo gumy silikonowej, itp.

Schemat zgrzewania za pomocą nagrzanej listwy przestawiono na rysunku 6.2.

a) z jedną listwą grzejną

b) z dwiema listwami grzejnymi

Rys. 6.2. Schemat zgrzewania za pomocą nagrzanej listwy: a) z jedną listwą, b) z dwiema

listwami grzejnymi; 1 – nagrzana listwa z grzejnikiem rezystancyjnym, 2 – przekładka,

3 – folia zgrzewana, 4 – guma silikonowa, 5 – podłoże niegrzane

6.1.3. Zgrzewanie impulsowe

Zgrzewanie impulsowe polega na ściśnięciu i uplastycznieniu łączonych elementów

pomiędzy szybko nagrzewanymi i ochładzanymi listwami wraz ze zgrzeiną. Schemat
zgrzewania impulsowego przedstawiono na rysunku 6.3.

Rys.

6.3.

Schemat

zgrzewania

impulsowego: 1 – listwa ruchoma,
2 – izolacja cieplna, 3 – element
grzejny, 4 –przekładka, 5 – folia
zgrzewana, 6 – podłoże

W metodzie tej zastosowano ruchomą listwę oporową, o małej pojemności cieplnej, która

pod wpływem krótkotrwałego przepływu prądu elektrycznego o mocy 400 W, od 0,1 do
kilku sekund szybko się nagrzewa, a po wyłączeniu prądu szybko się ochładza. Przy
odbiorze ciepła przez szklaną izolację listwa ściskająca osiąga temperaturę 40

o

C w czasie od

2 do 3,5 sekund. Dzięki temu podczas wyjmowania zgrzanego wyrobu spomiędzy listew
ś

ciskających nie występuje wzajemne przyklejanie się ich do siebie. Zgrzewanie impulsowe

stosuję się do zgrzewania tylko cienkich tworzyw sztuczny (o grubości od 0,04 do 0,5 mm).

6.2. ZGRZEWANIE PRZY NAGRZEWANIU OD STRONY WEWNĘTRZNEJ
ŁĄCZONYCH POWIERZCHNI

6.2.1. Zgrzewanie nagrzaną płytą

Zgrzewanie za pomocą nagrzanej płyty polega na uplastycznieniu warstwy wierzchniej

łączonych elementów wskutek bezpośredniego kontaktu z płytą nagrzewaną elektrycznie
(rezystancyjnie), następnie usunięciu płyty i szybkim dociśnięciu do siebie łączonych
elementów i ochłodzeniu powstałego złącza.

W metodzie tej narzędziem grzewczym jest płyta w kształcie koła pokryta warstwą

teflonu, służąca do zgrzewania elementów o średnicy do 250 mm lub w kształcie pierścienia
do zgrzewania elementów o większych średnicach. Zgrzewanie gorącą płytą można
prowadzić ręcznie lub maszynowo, z wykorzystaniem zgrzewarek doczołowych
i elektrooporowych.

Stosujemy ją do zgrzewania prętów lub rur z polipropylenu (PP), polietylenu (PE),

polichlorku winylu (PCW).

Schemat zgrzewania za pomocą gorącej płyty przedstawiono na rysunku 6.4.

Rys. 6.4. Schemat zgrzewania z pomocą
gorącej płyty: 1 – płaska nagrzewana płyta,
2 – zgrzewane rury

6.2.2. Zgrzewanie nagrzanym klinem

Zgrzewanie za pomocą nagrzanego klina polega na uplastycznieniu łączonych elementów

z tworzywa poprzez kontakt z klinem, przesuwanym wzdłuż miejsca łączenia, następnie
dociśnięciu do siebie łączonych elementów za pomocą roli. Źródłem ciepła jest kolba
lutownicza z końcówką klinową pokrytą teflonem. Zgrzewanie gorącym klinem stosuje się
do łączenia folii ogrodniczych z polipropylenu (PP) i polietylenu (PE), wykładzin
podłogowych, tkanin powlekanych tworzywami termoplastycznymi, itd. Proces zgrzewania
tą metodą można przeprowadzić ręcznie i automatycznie.

Schemat zgrzewania folii nagrzanym klinem przedstawiono na rysunku 6.5.

Rys.

6.5.

Schemat

zgrzewania

folii

nagrzanym klinem: 1 – folia zgrzewana,
2 – rolka dociskająca

6.3. ZGRZEWANIE PRZY NAGRZNIU WARSTWY WIERZCHNIEJ LUB MASY

6.3.1. Zgrzewanie tarciowe

Zgrzewanie tarciowe tworzyw sztucznych polega na wprawianiu w ruch obrotowy jednej

z łączonych części i dociśnięciu jej do drugiej, dzięki czemu na skutek tarcia wytwarza się
ciepło w warstwie wierzchniej, powodujących ich uplastycznienie. Następnie schładza się
powstałe złącze pozostające pod naciskiem i usuwa się wypływki tworzywa w obszarze
zgrzeiny. Zgrzewanie tarciowe stosowane jest do łączenia rur, prętów lub innych elementów
cylindrycznych, a także ścian zbiorników, osłon. Proces można prowadzić przy pomocy
tokarek, wiertarek lub zgrzewarek tarciowych. Zgrzewanie tarciowe stanowi doskonałą
metodę łączenia tworzyw termoplastycznych wrażliwych na procesy utleniania, np.
poliamidu (PA) oraz umożliwia łączenie ze sobą różnych tworzyw sztucznych, np.
ABS-PMMA, ABS-PC.

6.3.3. Zgrzewanie pojemnościowe

Zgrzewanie pojemnościowe to metoda polegająca na ściśnięciu i uplastycznieniu

łączonych elementów pomiędzy listwami (elektrodami kondensatora), w którym wytwarzane
jest zmienne pole elektryczne, powodujące nagrzewanie się tworzywa w całej masie,
i następnie ochłodzeniu złącza oraz wyjęciu elementów spod elektrod.

W metodzie tej, elektrody nie są ogrzewane, co powoduje, że tworzywo nie nagrzewa się

równomiernie (bardziej w środku niż w pobliżu elektrod). Schemat rozkładu temperatury
w procesie zgrzewania pojemnościowego folii o jednakowe grubości przedstawiono na
rysunku 6.5.

Rys. 6.5. Schemat rozkładu temperatury w procesie zgrzewania folii o jednakowej grubości,
o równym współczynniku strat dielektrycznych: 1– elektrody, 2 – folie zgrzewane, 3 – krzywe rozkładu
temperatury.

Tworzywa polimerowe są dielektrykami, które wykazują w polu elektrycznym zjawisko

polaryzacji, czyli uporządkowane ustawienie się różnoimiennych ładunków elektrycznych,
zgodnie z kierunkiem linii sił pola.

W wyniku zmian kierunku działania pola, zmieniają się orientacje makrocząsteczek. Na

skutek tarcia związanego z tymi ruchami, wydziela się ciepło, które uplastycznia tworzywa.
Jeśli do okładzin doprowadzi się prąd o dostatecznie wysokiej częstotliwości,
makrocząsteczki zostaną wprowadzone w szybkozmienne drgania.

Metoda służy do łączenia folii PVC. Zgrzewanie pojemnościowe umożliwia także

wykonywanie dowolnych złączy o skomplikowanym kształcie i wytrzymałości równej
wytrzymałości folii z PVC. Ze względu na możliwość przebicia elektrycznego nie zaleca się
zgrzewania pojemnościowego folii o grubości poniżej 0,1 mm.

6.3.4. Zgrzewanie ultradźwiękowe

Zgrzewanie ultradźwiękami polega na ściśnięciu i uplastycznieniu elementów z tworzyw

sztucznych

pomiędzy

sonotrodą

(zakończenie

transformatora

ultradźwiękowego),

a statycznym kowadłem. Elementy łączone z tworzyw sztucznych zostają wprowadzone
w szybkie drgania mechaniczne z częstotliwością od 18 do 22 kHz. Wskutek tego następuje
nagrzewanie powierzchni styku spajanych elementów do temperatury uplastycznienia.
Wywierany jednocześnie nacisk na miejsca spajania powoduje zgrzewanie elementów.
Ciepło, niezbędne do uplastycznienia tworzywa, wydziela się na powierzchni złącza oraz
wewnątrz zgrzewanych materiałów wskutek tarcia cząstek polimeru wprowadzonych
w mechaniczne drgania. Czas zgrzewania ultradźwiękowego nie przekracza 1-2 s i zależy od
rodzaju tworzywa oraz grubości i kształtu łączonych elementów.

Zgrzewanie ultradźwiękami można podzielić na zgrzewanie bezpośrednie, gdzie drgania

są wprowadzane w odległości od 100 do 250 mm od miejsca zgrzewania oraz pośrednie,
w odległości od 0,5 do 1,5 mm od miejsca zgrzewania. Schemat procesu zgrzewania
ultradźwiękowego bezpośredniego (a) i pośredniego (b) przedstawiono na rysunku 6.6.

a) zgrzewanie ultradźwiękowe bezpośrednie

b) zgrzewanie ultradźwiękowe pośrednie

Rys. 6.6. Schemat procesu zgrzewania ultradźwiękowego bezpośredniego (a) i zagrzewania
pośredniego (b) folii o różnej grubości, 1 – sonotroda, 2 – kowadło, 3 – transformator
ultradźwiękowy, 4 – elementy grzejne, 5 – przetwornik ultradźwiękowy.

W metodzie tej, do przetwornika drgań jest doprowadzony z generatora prąd wysokiej

częstotliwości, który powoduje zamianę drgań elektrycznych na drgania mechaniczne o tej
samej częstotliwości. Z przetwornikiem jest połączona sonotroda, która przenosi drgania
mechaniczne na zgrzewane materiały. Umieszczony naprzeciw sonotrody trzpień służy do
przejmowania jej drgań oraz do odprowadzania wytwarzanego ciepła. Zgrzewanie
ultradźwiękami znalazło zastosowanie do łączenia tworzyw, odznaczające się wysoką
zdolnością przenoszenia drgań mechanicznych, czyli materiały o dużym module
sprężystości, tj. polimetakrylan metylu (PMMA), poliwęglan (PC), politlenek fenylenu
(PPO), polistyren (PS), poliestry termoplastyczne (PET, PBT) oraz poliacetale, np.
poliformaldehyd (POM).

Metodę

wykorzystuje

się

w

przemyśle

samochodowym,

opakowaniowym

i farmaceutycznym. Zalety zgrzewania ultradźwiękowego to:

−

niska cena, energooszczędność,

−

nieszkodliwość dla środowiska, eliminacja trujących klejów i rozpuszczalników,

−

krótki czas łączenia (ułamek sekundy),

−

łączone elementy nie muszą być bardzo czyste,

−

możliwość łączenia różnych materiałów.

6.3.5. Zgrzewanie indukcyjne

Zgrzewanie indukcyjne zachodzi wówczas, gdy w strefie łączenia tworzyw umieszczony

zostanie przewodnik elektryczny, który nagrzewa się w zmiennym polu magnetycznym.
Tworzywo sztuczne znajdujące się wokół przewodnika ulega uplastycznieniu wskutek
przewodzenia ciepła (w kierunku od przetwornika do tworzywa). Dużą wadą tej odmiany
zgrzewania jest pozostawanie przewodnika w obszarze zgrzeiny.

Schemat zgrzewania indukcyjnego przedstawiono na rysunku 6.7.

Rys. 6.7. Schemat zgrzewania indukcyjnego: 1 – płyty dociskowe, 2 – cewka indukcyjna, 3 – pierścień

metalowy, 4 – przedmiot zgrzewany

6.9. Zgrzewanie tworzyw sztucznych laserem

Zgrzewanie tworzyw sztucznych laserem należy do metod łączenia, w których jako

ź

ródło ciepła wykorzystana jest skoncentrowana wiązka promieniowania laserowego. Do

metod tych zalicza się metodę, w której wykorzystuje się promieniowanie podczerwone (IR)
z lampy kwarcowo - jodowej, termiczne źródło ciepła. Obydwie metody różnią się
wielkością natężenia promieniowania, a tym samym zakresem zastosowania. Do zgrzewania
laserem tworzyw sztucznych wykorzystuje się lasery gazowe CO

2

(zgrzewanie doczołowe),

lasery krystaliczne, Nd: YAG, lasery diodowe dużej mocy HPDL (zgrzewanie
symultaniczne i konturowe). Zalety zgrzewania laserowego to:

−

Nagrzewanie bezstykowe,

−

Wysoka elastyczność działania przy zmianie geometrii złącza,

−

Minimalne wymiary i duża powtarzalność zgrzewanych elementów,

−

Metoda szczególnie przydatna np. do zamykania skrzynek zawierających delikatne
podzespoły elektryczne,

−

Metoda stosowana do łączenia elementów na liniach technologicznych sterowanych
automatycznie,

−

Duża wydajność procesu.

Metody

łączenia

laserowego

zalazły

olbrzymie

zastosowanie

w

przemyśle

motoryzacyjnym (lampy samochodowe,), elektronicznym (karty pamięci, kasety video),
w medycynie (filtry), w przemyśle tekstylnym (łączenie tkanin).

6.5. SPAWANIE TWORZYW SZTUCZNYCH

Spawaniem nazywa się łączenie tworzyw sztucznych, bez wywierania wzajemnego

nacisku elementów łącznych, poprzez ich uplastycznienie i stopienie w miejscu łączenia.
Spawanie elementów następuje poprzez złączenie dodatkowym materiałem w postaci pręta
spawalniczego. W procesie spawania wyróżniamy kilka rodzajów złączy spawanych, które
schematycznie przedstawiono na rysunku 6.8.

Rys. 6.8. Rodzaje połączeń spawanych: a – doczołowe, b – zakładkowe, c – nakładkowe, d – teowe,

e – krzyżowe, f – ukośne, g – kątowe,

Z pokazanych połączeń nie zaleca się stosować połączeń zakładkowych i nakładkowych

(3 i 4) podczas łączenia części grubych, powstaje, bowiem wówczas niekorzystny rozkład
naprężeń przy obciążeniu połączeń. Rodzaje spoin powstających w procesie spawania
przedstawiono na rysunku 6.9.

Rys. 6.9. Rodzaje spoin: a) spoina V, b) spoina X, c) spoina pachwinowa, d) spoina HV, e) spoina K

6.5.1. Spawanie strumieniu gorącego gazu

Spawanie w strumieniu gorącego gazu przy użyciu prętów spawalniczych spełniających

rolę spoiwa na dzień dzisiejszy znalazło największe znaczenie praktyczne. Znajduje one
zastosowanie głównie do spawania elementów z twardego PVC, rzadziej zmiękczonych
poliolefin, poliamidów i polimetakrylanu metylu.

Najczęściej stosowanym nośnikiem ciepła jest sprężone powietrze, które nie powinno

zawierać oleju i wody. Do spawania tworzyw, podatnych na utlenianie w podwyższonej
temperaturze, używa się obojętnego gazu (zwykle azotu). Pręty spawalnicze o przekroju
kołowym o średnicy od 2 do 6 mm wykonywane są z tego samego tworzywa, co łączone
elementy. Podczas spawania wywiera się na pręt nacisk w kierunku elementów łączonych o
wartości od 5 do 8 N (dla pręta o średnicy 5 mm), albo pręt jest dociskany rolką. Jedynie do
spawania polimetakrylanu metylu (PMMA) stosuje się pręty wykonane z zmiękczonego
polichlorku winylu (PVC). Ze względu na rodzaj stosowanego źródła ciepła palniki dzielą
się na palniki elektryczne i gazowe.

Palniki zasilane elektrycznie używa się głównie się do ręcznego spawania tworzyw

gorącym powietrzem. W mniejszym zakresie stosowane są palniki gazowe. Palniki
elektryczne są ogrzewane spiralami oporowymi o mocy 250-500 W i zasilane prądem 220 V
i 50 Hz. Schemat typowego palnika elektrycznego przedstawiono na rysunku 6.10.

Rys. 6.10. Schemat palnika elektrycznego: 1 – grzejnik elektryczny, 2 – rękojeść, 3 –zawór

regulujący dopływ sprężonego powietrza, 4 – przewód elektryczny, 5 – dysza palnika,

Do palników gazowych stosuje się acetylen, gaz ziemny, płynny gaz propan-butan.

Palniki są zasilane sprzężonym powietrzem o ciśnieniu 5 - 40 kPa. Aby zwiększyć
wydajność procesu i polepszyć jakość wykonywanych złączy stosuje się coraz częściej
zmechanizowane, półautomatyczne i automatyczne urządzenia do spawania. Mechanizacja
i automatyzacja dotyczą takich czynności, jak podawanie, podgrzewanie i prowadzenie pręta
spawalniczego oraz przesuw palnika. Schemat spawania ręcznego przedstawiono na rysunku
6.11.

Rys. 6.11. Schemat spawania ręcznego

Do spawania automatycznego wykorzystuje się urządzenia zwane spawarkami

bezpalnikowymi, czyli tzw. ekstrudery. Automaty zasilane gorącym powietrzem znalazły
doskonałe zastosowanie do spawania geomembran z folii polietylenowej (HDPE), rur
z polipropylenu (PP), wykładzin podłogowych z polichlorku winylu (PVC).

LITERATURA

[1]

Jasiulek P., Zgrzewanie tarciowe tworzyw sztucznych, Tworzyw Sztuczne i Chemia,
6, 2003

[2]

Sikora R., Przetwórstwo Tworzyw Wielkocząsteczkowych, Wyd. Edukacyjne Zofii
Sobkowskiej, Warszawa, 1993.

[3]

Saechtling H., Poradnik Tworzywa Sztuczne, Warszawa, WNT, 2000.

[4]

Skarbiński M., Technologiczność konstrukcji maszyn, Warszawa, WNT 1997.