一种PVC-U排水管材的热熔焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种PVC

【技术实现步骤摘要】
一种PVC
‑
U排水管材的热熔焊接方法


[0001]本专利技术涉及热熔焊接
，更具体地，涉及一种PVC
‑
U排水管材的热熔焊接方法。

技术介绍

[0002]现阶段，PVC
‑
U排水管以其质轻，高强，耐腐蚀，抗老化广泛应用于建筑排水领域，其连接方式主要有胶水粘接和橡胶圈连接两种，普通的重力流排水，基本选用胶水粘接，高层建筑的重力流排水，可能产生低压排水现象，考虑到气密性问题，采用橡胶圈连接，但这两种方式均存在相关问题。
[0003]胶水粘接：PVC胶水利用材料互溶和在空气中固化的方式实现PVC管道的粘接，但粘接效果不仅受承口插口配合尺寸，胶黏剂涂抹均匀性以及承插过程影响，同时胶黏剂的质量也影响粘接接口的长期使用效果。并且PVC胶黏剂有强烈的刺激性气味，严重影响操作人员健康和施工安装环境。
[0004]胶圈连接：广泛应用于给排水PVC管道的连接，操作简单施工方便，但橡胶圈易老化，特别是室外建筑排水管道，长期受雨水、光照、高低温条件影响，橡胶老化起不到密封作用，同时配套胶圈也会造成成本的增加。
[0005]CN107498883A公开了一种热熔焊接PVC管件的制造方法，公开了具体的热熔焊接步骤：
①
根据制件规格选取相应的挤出或注塑成型的PVC管状物，利用多角度锯管机将PVC管状物切割成要求的长度和角度；
②
将切割好的PVC管状物置于焊接机夹具上并固定好；
③
将2个PVC管状物的管端的待焊接端面处理至平整光滑以满足焊接要求适于吻合；
④
将端面合拢，检查对中情况，两待焊接端面错边不超过壁厚的10％，否则利用夹具的夹持力进行调整并重新处理至平整光滑；
⑤
将焊接机加热板置于两管端之间，在t1时间内开始逐步施加压力P1使管端压在加热板上加热，其中焊接温度：200～250℃；在形成均匀的焊珠后逐步降低压力至P2并保持在P2进行吸热，吸热时间为t2；
⑥
在t3时间内，松开管端，取出加热板，再合拢管端；
⑦
然后在t4时间内从0开始逐步加压至P1，使得管焊接部位向内向外均形成均匀的翻边；
⑧
在t5时间内保持压力P1，使焊接部位自然冷却至60℃以下；
⑨
取出制品进行下个焊口的焊接。该技术方案涉及的重要焊接技术参数基本按照PE管材的焊接参数得来，而PVC材料在PE材料基础上含有氯，该结构限制分子链的移动，旋转和折叠，导致PVC材料不完全结晶，同时考虑到PVC管材的尺寸稳定性，基础配方中需加入碳酸钙，无机组分进一步影响其导热，流动效果，故PVC管材的焊接工艺参数必然不能如上述专利CN107498883A所述的焊接压力P1＝(0.15
±
0.01)A/B，该公式中0.15MPa为PE材料焊接时的界面压力，对于PVC材料来说，该界面压力过小，焊接强度达不到，另外，吸热时间t2＝管材壁厚
×
10，该公式也是PE材料的吸热时间，PVC材料导热系数低，需要更长的吸热时间，故该方案并无法解决热熔焊接的焊口质量稳定问题，焊接接头强度无法达到相关要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是克服现有PVC
‑
U排水管的热熔焊接存在焊口质量不稳定，焊接接头强度无法达到本体拉伸强度要求的缺陷和不足，提供一种PVC
‑
U排水管材的热熔焊接方法，通过利用材料玻璃态和橡胶态的转变，吸热过程是玻璃态向橡胶态转变，冷却阶段是橡胶态向玻璃态转变，实现材料的热熔连接，无需使用胶黏剂，和任何配件，仅需使用热熔焊接工具即可实现管道的连接，且焊口质量稳定，焊接接头强度可以达到本体拉伸强度要求。
[0007]本专利技术上述目的通过以下技术方案实现：
[0008]一种PVC
‑
U排水管材的热熔焊接方法，包括如下步骤：
[0009]S1.管材装夹：将待焊接管段铣削端面并对中固定；
[0010]S2.吸热焊接：将管材端面对接接触加热板吸热，达到设定熔珠高度后，移除加热装置，对接至焊接压力；
[0011]S3.保压冷却：焊接压力保压后，降压进行保压冷却，最后卸压取出管材；
[0012]其中，S2中所述焊接压力单位为MPa，其中，P
界面
为待焊接端面热熔对接时熔体界面间的压力，S
截面
为PVC管材截面积，S
油缸
为焊机油缸的有效面积；
[0013]S3中保压冷却过程为二次保压：一次保压压力为焊接压力，时间10～15s，二次保压压力为焊接压力的8～15％，时间为6
‑
15min。
[0014]其中需要说明的是：
[0015]PVC管材端面经过加热板加热熔融后，由于其为非结晶材料，熔区不均匀，外侧熔体熔接性能好，如果采用高压一次保压过程，熔接性能良好的熔区会缓慢挤出焊接区，达不到良好的焊接效果。本专利技术通过二次保压冷却，其中一次保压为高压保压参数：焊接压力，10～15s，可以实现熔区内材料分子链在压力下相互缠结，融合，二次保压冷无为低压保压参数：10～15％焊接压力，6～15min，保持有效熔区空间，实现缓慢冷却，最终达到良好的焊接效果。
[0016]采用本专利技术的热熔焊接方法可以实现PVC
‑
U排水管材的有效焊接，且焊口质量稳定，焊接接头强度可以达到本体拉伸强度要求。
[0017]其中，本专利技术的焊接(焊口质量)包括如下指标：
[0018]1)焊接接头拉伸强度：≥40MPa；
[0019]2)焊接接头破坏位置：不应发生在接头部位；
[0020]3)焊接翻边外观应均匀无错位。
[0021]焊接接头达到管材本体强度要求为基本的管道系统要求，因为管道系统的使用，不能因为连接部位的力学性能差异而降低使用要求，这样产品标准和技术规范则对产品质量的限定将毫无意义。
[0022]本专利技术利用PVC材料的可逆熔融特性，以热熔焊接接头拉伸强度，拉伸破坏位置以及熔珠错边及均匀状态为对象，通过调整焊接压力，吸热时间以及二次保压冷却工艺解决焊接不稳定，焊口质量到不到要求等问题。
[0023]优选地，S2中所述吸热过程的吸热时间为管材壁厚值的20～28倍，管材壁厚值单位为mm，吸热时间单位为s。
[0024]进一步优选地，S2中所述吸热焊接的吸热是时间为管材壁厚值的22～25倍，管材壁厚值单位为mm，吸热时间单位为s。
[0025]吸热过程为加热板把管材端面加热熔融至焊接状态，吸热时间过短，熔融效果不理想，焊接强度达不到要求，吸热时间过长，PVC材料会产生氧化分解，材料性能有损伤，且过长的吸热时间，容易导致熔区过大，端部熔体下垂变形，影响热熔对接。
[0026]优选地，S2中热熔对接时熔体界面间的压力为0.9
‑
1.0MPa。
[0027]进一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PVC
‑
U排水管材的热熔焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：S1.管材装夹：将待焊接管段铣削端面并对中固定；S2.吸热焊接：将管材端面对接接触加热板吸热，达到设定熔珠高度后，移除加热装置，对接至焊接压力；S3.保压冷却：焊接压力保压后，降压进行保压冷却，最后卸压取出管材；其中，S2中所述焊接压力单位为MPa，其中，P
界面
为待焊接端面热熔对接时熔体界面间的压力，S
截面
为PVC管材截面积，S
油缸
为焊机油缸的有效面积；S3中保压冷却过程为二次保压：一次保压压力为焊接压力，时间10～15s，二次保压压力为焊接压力的8～15％，时间为6
‑
15min。2.如权利要求1所述PVC
‑
U排水管材的热熔焊接方法，其特征在于，S2中所述吸热过程的吸热时间为管材壁厚值的20～28倍，管材壁厚值单位为mm，吸热时间单位为s。3.如权利要求2所述PVC
‑
U排水管材的热熔焊接方法，其特征在于，S2中所述吸热过程的吸热时间为管材壁厚值的22～25倍，管材壁厚值单位为mm，吸热时间单位为s。4.如权利要求1～3任意一项所述PVC
‑
U排水管材...

【专利技术属性】
技术研发人员：高聪，周刚刚，
申请(专利权)人：江西联塑科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：