Ручной сварочный экструдер для пластика

Технология сегодня

Итак, можно рассмотреть, как работает экструдер. Что это такое, было описано ранее, а теперь стоит определиться с некоторыми важными моментами. Современные конструкции механизмов реализуют технологию сухой экструзии. Она так названа из-за того, что весь процесс осуществляется при помощи тепла, выделяемого в процессе прохождения продукта сквозь рабочую часть механизма. Имеется возможность использования пара при экструдировании. Для этого у прибора имеется камера предварительной паровой обработки сырья. Использование пара позволяет увеличить производительность и уменьшить износ основных частей и узлов механизма.

РУЧНОЙ СВАРОЧНЫЙ ЭКСТРУДЕР: СХЕМА РАБОТЫ

Перед тем, как соединять элементы, их нужно нагреть. В корпус сварочного экструдера для этой цели может быть встроен термофен. Он нужен для того, чтобы пластиковые детали нагрелись потоком воздуха перед тем, как на них подастся присадочный материал.

Нагретая воздушная масса может идти не только от термофена, но и от компрессорной установки или организационной пневмосети. Присадочная проволока нагревается благодаря электрическим нагревателям, встроенным по кругу экструзионного отделения.

Последний подходит к зоне сварки сквозь башмак в состоянии своеобразной лавы.

Ручной сварочный экструдерный аппарат используют в основном для пайки полиэтилена с низким давлением, полипропиленовых деталей и остальных типов термических пластмасс из первой группы.

У них температура плавления и температура разрушения рознятся на 50 градусов Цельсия. Это уменьшает беспокойство по поводу деструкции, так как даже перенапряжение на 35-45 градусов не повреждает итоговое соединение.

Вторая группа термических пластмасс включает поливинилиденфторид и поливинилхлорид

Они плавятся и разрушаются с очень маленькой температурной разницей, поэтому тут важно жёстко контролировать терморежим сварки

При работе с элементами из этих материалов, экструдер должен долго работать в ожидающем режиме или не выключатся долгое время.

Описание экструдеров

Назначение.

В современный мир прочно и надолго вошли пластиковые изделия различного назначения. Пластмассовые изделия есть практически везде: в промышленности, на стройке, в быту, в упаковке продуктов питания, в космонавтике, в офисе. Но для такого объём пластиковых изделий просто необходимо специальное оборудование, которое позволяет надёжное сделать и скрепить пластик. Одним из самых популярных видов оборудования для скрепления пластика является ручной сварочный экструдер.

Типы ручных экструдеров: шнековые, безшнековые, комбинированные.

Почти все ручные сварочные экструдеры имеют общий принцип работы. Но их можно разделить на несколько типов:

• шнековые экструдеры,
• безшнековые экструдеры
• комбинированные экструдеры.

В безшнековых (так называемых дисковых экструдерах ) расплав полимера в головку проталкивает диск специальной формы. Движение расплава по сварочному экструдеру достигается с помощью движущей силы, которая создаётся в полимерной массе за счёт силы направленного напряжения. Безшнековые экструдеры используют для получения смеси полимерных компонентов более высокого качества. Но в безшнековых экструдерах трудно получить высокое давление. Это накладывает ограничения не технические характеристики экструдеров. В комбинированных экструдерах одновременно используется шнековая и дисковая часть. И такие экструдеры назвали червячно-дисковыми. У данного типа экструдеров наблюдается хороший смесительный эффект. Особенно это удобно при переработке композитных материалов.

Но самыми полярными аппаратами являются экструдеры шнекового типа. Данные аппараты делятся на несколько типов:

• одношнековые экструдеры или двухшнековые экструдеры
• количество ступеней — одна или две
• с зоной дегазации и без нее
• направление вращения шнеков — в одну или в обе стороны.

Наиболее распространённым является одношнековый экструдер не имеющий зоны дегазации. Состоит из следующих компонентов: обогреваемый цилиндр, шнек и сменная формующая насадка.

Производители экструдеров для сварочных работ

Чаще всего потребители приобретают для проведения сварочных работ ручные экструдеры от следующих производителей:

1. Munsch (Германия). Из особенностей агрегатов этого производителя следует отметить удобное крепление рабочих узлов, что делает их ремонтопригодными, возможность использования присадочного материала любых размеров, наличие функции раздельного нагрева, возможность проведения сварочных работ экструдером на улице в холодное время года, полный комплект сменных насадок, продуманная система управления и контроля. Главным достоинством является высокий уровень исполнения и сборки.
2. Leister (Швейцария). Ассортимент этого производителя включает множеством разновидностей экструдеров для сварочных работ различных типоразмеров, начиная небольшими с производительностью до 0,8- 1,2 кг/ч и заканчивая профессиональными, которые способны перерабатывать до 6 кг за час работы. В конструкции экструдеров Leister предусмотрена современная система управления и мониторинга рабочего процесса, сам аппарат отличается эргономичностью в эксплуатации. Качество не вызывает нареканий.
3. Dohle (Германия). Основным направлением деятельности компании является производство строительных фенов. Но в последнее время она решила сменить акцент в сторону ручных сварочных экструдеров. Главной отличительной особенностью выпускаемых под маркой Dohle аппаратов для сварки является использование электродвигателей от сторонних производителей. Компания может предложить самый компактный сварочный экструдер производительностью 0,5 кг/ч, поставляемый со шлангом и мини-компрессором.
4. Stargun (Италия). Несмотря на то, что линейный ряд экструдеров представлен довольно небольшим количеством моделей, все они оснащаются довольно мощными электромоторами и ориентированы преимущественно на профессионалов. Из особенностей экструдеров следует отметить возможность локальной подсветки области сварки.
5. Экструдеры от российской компании РСЭ. Поставляются с устройством подачи присадочного материала, по функционалу не отличаются от агрегатов, предлагаемых вышеперечисленными производителями.

Стоимость сварочного экструдера может быть различной и определяться функциональностью и производительностью конкретной модели. Если рассматривать агрегаты от российских производителей, то в среднем их можно приобрести за 30—55 т. р. Зарубежные производители готовы продать сварочный экструдер собственного производства не менее, чем за 50 тыс. руб.

Пластиковые трубы, которые за последнее время приобрели большую популярность, сегодня широко используются на самых разных объектах. Нередко сами владельцы решаются поменять систему водопровода на новую, выполненную из этого технологичного материала. Но для соединения элементов труб необходимо специализированное оборудование.

Довольно часто специалисты для выполнения подобного рода работ используют сварочный экструдер, который поддерживает работу с изделиями не только из ПВХ, но и других видов пластика. Однако работа с этим устройством требует знания особенностей не только сварочного аппарата, но также и материалов, которые планируется соединять. Не всем известно о том, что разница температур плавления у разных материалов может негативно повлиять на надежность создаваемого соединения. Поэтому экструдер не всегда может рассматриваться как самый подходящий тип инструмента для выполнения сварочных работ.

Также существует и ряд других важных параметров, которые должны учитываться при выборе экструдера для сварки пластиковых изделий. Подобной информацией большинство рядовых пользователей, как правило, не владеет, поэтому вполне понятно, почему сварочный экструдер считается рабочим инструментом профессионалов.

Если и возникнет желание самостоятельно выполнить сварку труб из ПВХ, то желательно это делать под руководством опытного специалиста и с точным соблюдением его указаний по проведению рабочего процесса. Иначе все может закончиться весьма плачевно для владельца вплоть до возникновения аварийных ситуаций в самый неожиданный момент.

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.

Взять «левый» инструмент в профессиональном деле подобно провалу поэтому сосредоточить внимание стоит на продукции надёжных производителей.

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.

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.

Группа башмака, соответствующая группе экструдеров MUNSCH

Сварочные башмаки разделяются на 3 группы по сварочным экструдерам, для которых они предназначены:

Кроме готовых сварочных башмаков MUNSCH для наиболее распространенных швов, предлагаем заготовки башмаков, из которых Вы сами можете выточить сварочный башмак необходимой формы. БАШМАК С ДЕРЖАТЕЛЕМ ИЛИ БЕЗ ДЕРЖАТЕЛЯ Сварочные башмаки или заготовки MUNSCH поставляются либо (1) с алюминиевым держателем, позволяющим установить сварочный башмак на экструдер, либо (2) без держателя, только готовая фторопластовая часть. Второй вариант поставки дешевле, но годится только для случаев, когда у Вас есть алюминиевый держатель, оставшийся от старого сварочного башмака. Сварочные башмаки поставляются в 2 вариантах: Комплектный сварочный башмак – фторопластовая рабочая часть, привинченная 4-мя саморезами к алюминиевому держателю башмака. Форма алюминиевого держателя и крепежный болт сбоку рассчитаны на быструю установку сварочного башмака на экструдер MUNSCH. Если вы приобретаете сварочный башмак как дополнительный, вам необходим сварочный башмак вместе с держателем. Фторопластовая рабочая часть сварочного башмака, без алюминиевого держателя. Для установки на сварочный экструдер потребуется привинтить эту рабочую часть к держателю. Рабочую часть без держателя имеет смысл приобрести для замены старой изношенной рабочей части, если ваш старый алюминиевый держатель еще вполне жив. Разновидности сварочных башмаков При выборе сварочного башмака MUNSCH следует определиться со следующими принципиальными характеристиками башмака: — Форма сварного шва и соответствующая ей форма рабочей поверхности сварочного башмака; — Группа башмака, соответствующая группе экструдеров MUNSCH; — Башмак с держателем или без держателя. Сварочные башмаки V-типа Сварочные башмаки для экструзионной сварки V-образных и X-образных швов. Весь выбор: — Конфигурации для любой модели экструдера MUNSCH; — Различная глубина шва; — Различная длина башмака; — С держателем или без держателя башмака. Сварочные башмаки K-типа Сварочные башмаки для экструзионной сварки внутренних угловых швов. Весь выбор: — Конфигурации для любой модели экструдера MUNSCH; — Различная глубина шва; — Различная длина башмака; — С держателем или без держателя башмака. Сварочные башмаки E-типа Сварочные башмаки для экструзионной сварки наружных угловых швов. Весь выбор: — Конфигурации для любой модели экструдера MUNSCH; — Различная глубина шва; — Различная длина башмака; — С держателем или без держателя башмака. Сварочные башмаки F-типа Сварочные башмаки для экструзионной сварки пленки внахлест. Весь выбор: — Конфигурации для любой модели экструдера MUNSCH; — Различная ширина шва; — Различная длина башмака; — С держателем или без держателя башмака. Заготовки сварочных башмаков Заготовки сварочных башмаков – фторопластовые заготовки, из которых вытачивается сварочный башмак для шва желаемой конфигурации. Весь выбор: — Конфигурации для любой модели экструдера MUNSCH; — Различная длина башмака; — С держателем или без держателя башмака.

Правила эксплуатации и выбор модели ручного сварочного экструдера

Перед использованием требуется выполнить ряд условий, обычных для пластика: очистить поверхность соединяемых изделий от внешних загрязнений и не допускать работу с влажным материалом.

Успех работы зависит также от разницы в значениях температур плавления соединяемых материалов, если они обладают различным химическим составом. Например, ПНД с полипропиленом можно сваривать рассматриваемым способом, поскольку диапазоны температур их плавления полностью, либо частично перекрываются. Наоборот, сварка ПНД с ПВХ, и, тем более – с полипропиленом, проблематична или вовсе невозможна. В таких случаях сварочный экструдер можно применять лишь для соединения изделий, изготовленных из одинаковых материалов.

Компактность ручного сварочного экструдера позволяет его эффективное использование даже без прекращения работы соединяемых устройств. В частности, при сварке полипропиленовых труб необязательно отключать подачу воды по ним.

Предварительно выполняется ряд обязательных проверок (особенно, если экструдером ранее не пользовались):

1. Проверка прямолинейности подачи присадочного прутка во втулке экструдера: при высокой шероховатости образующей пруток может перемещаться не по прямой, а по винтовой линии, что ухудшит условия работы шнекового дробильного устройства и приведёт к образованию неоднородного по размерам гранулята.
2. Контрольная проверка эффективности температуры нагрева прутка до состояния его вязкотекучести: материал от разных производителей может иметь различный диапазон температур плавления.
3. Проверка надёжности прижима сварочного сопла к соединяемым поверхностям, особенно, если они обладают сложной конфигурацией. Многие модели ручных сварочных экструдеров с этой целью комплектуются сменными насадками.
4. Проверка возможности расплавления соединяемых материалов теплом от термонагревателя, без подачи присадочного прутка. Выполняется при отсутствии точных сведений о материале соединяемых таким способом изделий.

Выбор подходящей модели ручного экструдера производится по следующим параметрам:

• По производительности в единицу времени;
• По удобству управления параметрами процесса;
• По толщине свариваемых изделий;
• По комплектации устройства сменными приспособлениями
• По диапазону диаметров прутка.

Следует отметить, что большинство торговых марок предназначено для работ с присадочным материалом от конкретного производителя (часто того же, который занимается и выпуском экструдеров).

Теоретически возможен вариант изготовления бытового сварочного экструдера своими руками. Для этого к обычному промышленному фену присоединяют шнековый привод (например, для измельчения кормов), и оформляют оба узла в компактном виде. Вместо шнека иногда устанавливают более доступный плунжерный привод, однако такой вариант малонадёжен: всё зависит от гомогенности материала исходного прутка. Электродвигатель для привода подбирают коллекторного типа, который лучше переносит постоянные изменения в значениях крутящего момента.

Это интересно: Какие бывают насадки для паяльника для сварки полипропиленовых труб: рассматриваем все нюансы

Производители сварочных экструдеров

Наибольшей популярностью в данном сегменте рынка пользуются следующие устройства:

1. От торговой марки Munsch (Германия). Потребительские преимущества – удобство крепления всех узлов (что повышает ремонтопригодность), нетребовательность к размерам присадочного материала, наличие функции раздельного нагрева (полезно при использовании экструдера вне помещений в холодное время года), удобный набор сменных насадок, совершенная система управления и контроля. Плюс — традиционно высокое немецкое качество изготовления и сборки.
2. От торговой марки Leister (Швейцария). Производитель выпускает широкую линейку типоразмеров сварочных экструдеров: от небольших, производительностью до 0,8…1,2 кг/ч, до профессиональных, рассчитанных на переработку до 6 кг/ч. Устройства оснащаются современной системой управления и мониторинга за ходом сварки, эргономичны в употреблении. Качество также находится на высоком уровне. Есть специальная линейка аппаратов для сварки линолеума.

1. От торговой марки Dohle (Германия). Фирма известна как производитель строительных фенов, однако в последнее время активно позиционирует себя и в качестве изготовителя ручных сварочных экструдеров. В отличие от вышеперечисленных брендов, использует для привода покупные электродвигатели. Выпускает самый малогабаритный экструдер производительностью всего 0,5 кг/ч, который комплектуется шлангом и встроенным мини-компрессором.
2. От торговой марки Stargun (Италия). При малом диапазоне моделей экструдеры этой фирмы отличаются мощностью привода, и рассчитаны на использование преимущественно в профессиональных условиях. Изюминкой аппаратов является возможность локальной подсветки зоны сваривания.
3. Отечественные экструдеры типа РСЭ. Оснащаются приводом подачи присадочного материала, включают в себя большинство тех же опций, что уже были перечислены выше.

Цены на экструдеры зависят от их функциональности и производительности. В среднем стоимость отечественных устройств составляет от 30000 до 55000 руб., импортных – от 50000 руб. и более.

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.

Конструкция и принцип работы

Ручной сварочный экструдер представляет собой термомеханической устройство, последовательно осуществляющее два процесса – нагрев легкоплавящегося пластика до вязкого состояния, и последующего выдавливания массы на поверхность в зоне стыка. Там ПНД, ПВХ и прочие легкоплавкие пластические массы застывают, образуя прочный сварочный шов.

Для компактности и удобства использования рассматриваемая техника обычно оформляется в виде пистолета с ручкой (в которой монтируется приводной электродвигатель) и верхней насадкой для нагрева рабочей смеси. Состоит сварочный экструдер из следующих узлов:

1. Электромотора.
2. Питателя.
3. Экструзионной камеры.
4. Дробильного шнекового устройства.
5. Камеры для расплавления пластика.
6. Термонагревателя.
7. Сварочного сопла.
8. Системы управления.

Для функционирования устройство предварительно заправляется присадочным прутком из того материала, которым будет выполняться сварка. Процесс происходит следующим образом. На верхней панели экструдера размещается приёмная втулка с отверстием, куда пропускается присадочный пруток. Заправка должна быть такой, чтобы свободный конец прутка попал в зону его захвата шнеком. При включении электродвигателя происходят два процесса: нагрев присадочного прутка концентрированной струёй горячего воздуха, и – спустя некоторое время, которое определяет датчик прибора – подача прутка в зону его измельчения.

Там вращающийся шнек выполняет дробление пластика прутка, превращая его в гранулированную массу. Последняя при нагреве плавится, и, перемещаясь далее, попадает в зону плавления. В этой зоне гранулят уже механически и гомогенно однороден. Под воздействием давления от шнека, он проходит в сварочную зону, поступает в сварочное сопло и в процессе прижима к поверхности свариваемых изделий выдавливается наружу однородной полосой, ширина которой зависит от конфигурации сопла. Поскольку внешняя температура намного меньше той, что создаётся термонагревателем, то материал присадочного прутка мгновенно застывает, образуя сварочный шов.

В менее компактных, но более производительных моделях экструдеров, нагрев присадочного прутка выполняется при помощи внешнего термонагревателя, а воздух туда подаётся от небольшого компрессора. Конструктивные различия могут иметься и в способе нагрева присадочного материала: иногда нагрев производится кольцевыми нагревательными элементами, коаксиально размещёнными в корпусе термонагревателя.

Система управления ручным сварочным экструдером выполняет следующие функции:

• Предварительную установку температуры нагрева, которая определяется температурой плавления пластика (как известно, ПНД плавится при 120…130ºС, ПВХ – при 150…220ºС, а полипропилен – при 170…190ºС).
• Включение термонагревателя;
• Запуск привода шнекового измельчителя;
• Блокировку «холодного старта», когда шнек может перемещать ещё неоднородный присадочный материал;
• Отключение термонагревателя при ещё вращающемся шнеке, что исключает прилипание остатков гранулята в сварочной камере.

Виды ручного сварочного экструдера

1. Шнековые (присадочный материал расплавляется в шнековом (экструзионном) отделении аппарата и выдавливается наружу с помощью шнека). Присадочный материал – это пруток или специальные гранулы, которые помещаются в шнековое отделение и уже там под воздействием высокой температуры при взаимодействии со шнеком становятся однородной массой, готовой к использования.
2. Безшнековые или плунжерного типа. Пруток в таких экструдерах нагревается сначала с помощью электронагревателей вокруг области нагрева, а задняя твердая часть присадочного материала выступает в качестве поршня для передней уже вязкой массы.
3. Комбинированные (сочетаются два вышеизложенных вида).

Особенность и приоритетность использования обусловлена следующими факторами.

1. Ручной экструдер для сварки может варить изделия с толстыми стенками.
2. Быстрая скорость сварки.
3. Сведение к минимуму человеческого фактора. Здесь не требуется следить за состоянием сварочной ванны, как при сварке металла, контролировать правильное выведение сварочного шлака, выводить «ёлочки» и «зигзаги». Использовать это оборудование новичку будет проще всего.

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.

https://youtube.com/watch?v=9QUtY8k1_Y8

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.