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如何解决PTFE制品的焊接工艺问题
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靠黏结剂粘接PTFE不同零部件的技术只适用于氟聚合物不需承受大载荷的情况下。反之,必须采用其他连接方法如焊接。
因为不能熔融加工,所以有些复杂形状或大面积的PTFE板、圆筒、大口径的管子等的拼接或连接都需用焊接方法加工,常见的焊接方法有热压焊接和热风焊接等。后者是常规的热塑性塑料尤其是PVC加工最便捷的方法。
①热压焊接
热压焊接是PTFE板与板之间连接较常用的方法。将需焊接的两工件焊接部位置于金属焊刀之间,上下压住,边压紧边加热,使焊接处熔合。PTFE板之间焊接时可选用长条状的铝合金焊刀,如果是PTFE板与PTFE管焊接时则选用圆筒形的铝合金焊刀。
板与板的焊接方式分搭接焊和对接焊,板与管的焊接方式均为搭接焊。
搭接焊时,在1~2mm厚的PTFE板上开一小孔,将该板与带法兰边的PTFE管热压焊接成一体。这种方式可用于制造容器盖板,此法也可用于在容器上接上支管作为容器的进口或出口。还可以进一步制造异径三通、四通或容器侧面的连通管等较复杂的制件。当然,焊接上的支管直径必须小于主管直径。
焊接加工的质量评估主要是测试焊缝的剥离强度。当焊接温度达到 (385士5)℃,压力为1〜2MPa时,焊接处的焊缝强度为基材强度的90%左右。剥离强度可达1.5MPa左右。若在焊缝表面敷上一层PFA膜作热熔胶黏剂,则焊接时的温度和压力可适当降低,而焊缝在室温时的剥离强度可大于 1. 5MPa。
热压焊接的缺点是施工件有时很难适应施工设备,尤其大尺寸设备无法搬动到焊接设备上,而热风焊则具有灵活性,可在任何地方任何尺寸的施工件上施工。
②热风焊接
利用PFA的热熔性,对PTFE可以像聚氯乙烯那样使用焊条进行热风焊接。这里所说的PFA焊条是由PFA树脂经挤出成型的直径为3mm左右的半透明圆条,或宽度为14mm、厚度为2.5mm的扁条。热风焊接机的热风温度最高可达600℃,风量达0.4~0.75m3/min。
被焊接的部分应切削成70°〜90°的斜面,用丙酮清洗焊接面,将焊枪的热风温度调至420〜430℃。同时将PFA焊条竖立于焊接处,先使其预热,待透明后让其倒人斜口中,电热风从焊缝的一端慢慢移向另一端,移动过程中焊条熔化同焊接件紧密结合在一起。焊接在高温中进行,会因分解产生少量有毒气体,而且操作人员距离较近,良好通风和有效的劳动保护非常重要。
热风焊的优点是适应性强,缺点是焊缝强度不如热压焊。热风焊的焊接强度为PTFE基板的60%。焊缝强度同焊接时的操作情况有密切关系。由于是人工操作,特别要防止因操作不当引起的某些点或局部小段假焊。焊缝质量的检验方法有两种,一种是静电试验,即电火花测试,检验时如出现电火花,即表示有虚焊或假焊点存在;另一种检验方法是蒸汽-水循环试验,让焊件通过2MPa压力的蒸汽和水各10min,交替试验500次不应有泄漏现象。
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