塑料熔接技术

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塑料熔接技术范文第1篇

关键词：注射质量；熔接缝；产生原因；预防措施

中图分类号：U416.2文献标识码：A文章编号：1009-2374（2009）02-0087-02

一、概论

塑料作为一种新兴合成材料，其制品已在各个领域得到广泛应用，然而注射成型过程复杂，制品质量不易保证，会产生种种缺陷，影响制品外观及使用。注射成型质量分外部质量和内部质量两方面。外部质量指表面质量，包括表面粗糙度和表面缺陷等；内部质量指内部的性能，包括塑件内部组织结构、密度、力学性能及熔接缝强度等。熔接缝是塑件制品一个常见缺陷之一，熔接缝的存在不但影响制品外观质量，更重要的是，由于熔接缝的形态和结构不同于塑件的其他部分，使得熔接缝的力学性能大大低于塑件的其他部分，易产生应力集中，削弱了制品的机械性能，特别是冲击强度比无熔接缝处有所降低。因此，需要研究熔接缝的形成及消除或减轻熔接缝的影响，提高塑件制品质量，保证塑料制品的正常使用。

二、熔接缝及形成原因

（一）熔接缝

熔接缝是指两股以上流动的熔融塑料前锋相接触时，由于料流前锋温度下降，接触表面不能很好地熔合，而形成的形态结构和机械性能都完全不同于其它部分的三维区域。熔接缝的产生如图1：

图1熔接缝的产生

1.料流； 2.型芯； 3.型腔； 4.熔接缝

不同的模具结构形式，所形成的熔接缝熔接的牢固程度、形状、数量、位置等也不相同。如图示2：

图2熔接缝数量及位置

1.料流； 2.型腔；3.熔接缝；4.型芯

（二）熔接缝形成原因

所有塑料加工成型中，都可能产生熔接缝。在注射成型加工中，熔接缝的产生主要是由于型腔的结构造成的，如多浇口、有型芯或有嵌件的塑件中，必然造成多股料流同时充模，然后汇聚相接而熔合在一起；另外，若塑件壁厚过厚或厚度不均、注射速率过高而形成喷射流及模具排气不良等都会，都会产生熔接缝。在挤出成型塑料管时，由于挤出模内有分流梳，多股料流相汇，必然在管中形成熔接缝。下面具体谈一谈影响熔接缝产生的因素：

1．模具结构设计。浇口数量和位置对塑料件熔接缝有较大影响。浇口数目越多，则熔接缝越多，若料流不能很好地熔合，则会影响制品质量。但对于大件来讲，若采用单浇口充模，尽管熔接缝数量会减少，但由于充填型腔是弯折多，时间及流程都会延长，注射压力损失增大，料流前锋温度下降较大，熔接缝将会更加明显，机械性能显著下降；而采用多浇口充模，尽管熔接缝较多，但由于充模时间及流程短，压力损失小，温度变化相对来说要小，料流熔接的牢固，会提高熔接缝的质量，所以对大件应采用多浇口充模。浇口位置应使熔接缝位置处于适当的位置。熔接缝位置不合理一方面影响制件外观质量，另一方面熔接缝处的机械强度也相对较低，所以设计浇口时应保证注射成型时，熔接缝的位置位于不明显位置和机械性能要求不高的位置。一般，熔接缝距浇口越远，则熔合越差，其强度越低，外观越明显。

2．成型工艺条件。合理的工艺条件能够改善和提高熔接缝的外观质量和熔接的强度。在注射工艺参数中，温度、压力和速度对熔接的质量有明显影响。

若料流汇合时，料流前锋温度下降较多，熔体粘度增大，使大分子活动能力减弱，不能充分扩散与缠结，则熔接缝熔接不牢。

一般地，注射压力适当地增大，将有助于熔体克服流动阻力，增进熔体相互熔合，提高熔接的强度。

一般地，适当地增大注射速度，熔体流动时的温度降低较少，料流前锋能较好地熔合，提高熔接强度。

3．塑件结构。塑件上的孔、槽、嵌件及壁厚不均匀等，都不可避免地使熔体分成多股料流流动，必然形成熔接缝。

孔、槽、嵌件是由型芯成型的，而型芯阻碍熔体的流动，熔料流分开流动，汇合后形成熔接缝。

壁厚不均，流动阻力不同，使熔体流速不同。厚壁处阻力小，流速快；薄壁处阻力大，流速慢。因此，料流以不同速度相汇合，而形成熔接缝。

4．塑料材料。构成塑料的聚合物结构及填料品种、含量等，都会影响熔接缝及其强度。

聚合物的结构包括链结构和链的极性、相对分子质量、相对分子量、相对分子量等，对聚合物熔体的粘度有明显影响。一般地，分子链刚性强及相对分子质量较大，则熔体粘度高，分子间的内摩擦阻力大，流动困难，熔体在流动时温度下降较快，料流前锋不能很好地熔合，而导致熔接缝的产生。

填料含量及形态也影响熔接缝及强度。纤维填料含量高的熔体流动性差，熔体大分子相互扩散得不够充分，料流汇合时熔合困难。同时，纤维取向也阻碍料流前锋面上大分子间的相互扩散与缠结，使熔接缝加重。对同一种塑料，即使填料品种相同，只是形态不同，其熔接缝强度也不相同。

不同塑料熔接缝对塑件性能影响程度不同。结晶型塑料如尼龙，熔接缝对塑件影响较小，无定形塑料如聚苯乙烯，熔接缝对塑件损害较大。

三、控制及预防熔接缝方法

尽管熔接缝的产生不可避免，但通过一些方法可以有效地控制或减轻熔接缝产生的不利影响，使熔接缝处于不影响外观，且不受力部位。

（一）模具设计

设计浇口数量和位置时，应使制品不产生多而明显的熔接缝，又能顺利充模。对于大件应采用多浇口，有利于减轻熔接缝。若选择好的浇口位置，则熔接缝可处在不重要的位置。

采用热流道注射，减少熔体温度的下降，有利于料流前锋很好地熔接。

采用CAE技术进行优化设计，确定熔接缝的位置和形状。传统设计时，根据设计者的经验，需考虑到影响熔接缝形成的各种因素，在设计过程中，尽量使熔接缝处于合理的位置，在试模中对熔接缝进行观测，若位置不理想，则进行反复修模和试模，延长模具生产周期，提高了生产成本。应用CAE技术，在模具设计前，根据塑件形状、材料特性、加工工艺等，在计算机上模拟熔接缝的形成过程，从而获得理想的熔接缝位置和形状。

另外，增加模具排气孔、冷却水道设计远离熔接缝位置等，都可以减轻熔接缝所产生的缺陷。

（二）注射参数选择

注射时，适当地提高注射速度、模温及注射压力，有利于料流前锋汇合时，能很好地熔接，减轻熔接缝的影响。

（三）塑件设计

塑件设计时，在满足使用要求前提下，尽量避免产生料流分支结构。

塑件壁厚应尽可能均匀，壁厚差应小于30%。同时，增加熔接缝处壁厚有利于熔合，提高熔接强度。

减小模具和保持模具清洁，可以使熔接处减小，有利于熔接缝结合牢固，特别是模具顺利排气对熔接缝强度有利，因为排气不及时会使气体滞留在熔体熔合处，使熔合非常困难。

（四）材料选择

选择制口材料时，在满足使用要求前提下，尽量选表观粘度低、相对分子质量小、填料少或非增强填料等，都有会有利于熔体的熔合。

用增强填料时，应选含量低的粒状或短纤维增强填料。

参考文献

塑料熔接技术范文第2篇

1收缩痕

1.1产生原因及改善方法注塑件的收缩痕通常和表面的痕迹有关，而且是塑料从模具表面收缩脱离形成的，经常产生在局部壁厚较大的区域、筋或突起物的背面。缩痕的形成与塑料熔体充模时的流动状态有关，在正常情况下塑料熔体以“喷泉流”方式填充模具型腔。在这种充模状态下，表层的熔体因接触较冷的模壁形成固化层，而芯层处于熔融状态。充模结束后，表层已经冷却固化，而芯层才开始冷却，如果此时没有得到足够的保压补偿，芯层的冷却收缩会拉扯表层，导致表面下凹而形成缩痕。收缩痕产生的原因如下：1）塑料收缩率偏大；2）塑料流动性不好，不能及时补塑；3）注塑速度太慢、注塑压力太低，虽然料流充满型腔但制品表面不平整；料温太高、冷却时间太短、制品未能充分冷却就已脱模，也会造成制品表面不平整；4）流道不合理、浇口截面过小，无法完成补塑过程；5）浇口位置设计不当，浇口应设计在型厚壁处，否则前端料流无法完成补塑过程；6）模腔内塑料不足；7）冷却阶段时接触塑料的面过热；8）模温与塑料特性不相适应；9）冷却效果不好，产品脱模后继续收缩。产品结构不合理，在产品局部料厚加厚或是有加强筋结构的部位（加强筋过高、过厚，明显厚薄不一），也容易产生收缩痕，如图2所示，浅色为流体，深色为固化层。固化层逐渐加厚，液态部分变少，液态向固态转变过程中，体积变小，薄壁的固化层被拉进去，形成收缩痕。收缩痕的位置，可以通过做内切圆的方式找出，以零件外边缘做内切圆，直径最大部位就是缩痕产生的位置，见图3。局部加厚与加强筋的结构普遍存在，因此，在产品设计之初，要尽量保证产品的料厚变化控制在合理的范围内，并尽量做到均匀过渡，加强筋与产品名义壁厚比例的选择也至关重要。改善收缩痕的常见方法如下：1）调整射料缸温度；2）调整螺杆速度以获得正确的螺杆表面速度；3）增加注塑量；4）保证使用正确的塑料；增加螺杆向前时间，提高注塑压力和注塑速度；5）检查止流阀是否安装正确，因为非正常运行会引致压力流失；6）降低模具表面温度；7）适当改进浇口位置，矫正流道避免压力损失过大，根据实际需要，适当扩大截面尺寸；8）根据所用塑料的特性及产品结构适当控制模温；9）在允许的情况下改善产品结构；10）设法让产品有足够的冷却。

1.2实例分析与改进某种日产雷诺商用车扰流外板有多处焊接柱，在有焊接柱的部位会产生一定程度的缩痕，但有一处收缩痕较为明显，不被日产检查员接受。通过增加填充料和增加注塑压力的方式生产，结果收缩痕不但没有得到改善，反而导致产生严重的飞边。破坏零件焊接柱以后，发现该点模具焊接柱销子长度偏短，导致该处料厚高于其他焊接柱，因此缩痕明显。为了改善该处缩痕，在生产厂家模具供应商的配合下，加长塑料模具对应此处的焊接柱销子长度至1mm后再调试，缩痕调整到日产可接受范围，如图4所示。图4a为焊接柱处表现的收缩痕；图4b为改进前结构，实物砸破后焊接柱内为实心，料厚明显，缩痕也相对明显；图4c为改进后结构，实物砸破后焊接柱内有明显凹槽。由此说明，在模具上去除多余料厚即可减轻缩痕。某国产轻型商用车新法规后视镜系列中，补盲镜后盖安装卡座原始设计结构不合理，零件成型后在A面产生明显收缩痕，为此更改产品结构，对卡座底部进行掏空设计，在原卡座（长6mm，宽3mm）的底部形成一个长4mm、宽1.5mm、高5mm的凹槽。产品结构变更后，卡座加强筋的厚度就减少为1mm与1.5mm，不大于名义厚度的0.6倍，缩痕消除，如图5所示。图5a为原始结构实物，补盲镜后盖名义厚度2.5mm，设计安装卡座长为6mm，宽为3mm；图5b为改进结构后的实物，是掏空设计，卡座底部有1个长4mm、宽1.5mm、高5mm的凹槽。

2水丝

水丝，也称银纹或白花，注塑件表面的很长的、针状银白色如霜一般的细纹，开口方向沿着料流方向，在塑件未完全充满的地方，流体前端较粗糙，称为银丝纹（银纹）。其表现为随着流体流动方向在产品表面呈现发射状花纹。水丝排除注塑机、模具及成型工艺参数的因素，主要原因是材料水分过高、原料受高温降解或碳化物气化所产生气体且未完全排尽所致。碳化物是高分子链物质，在流体流动过程中，受剪切应力的作用，降解成小分子链后的产物。流体在模具内流动的过程中，流体与模具之间、流体与流体之间剪切应力越大，则摩擦力越大，散热越多，导致温度越高，产生困气越多，水丝越明显。为了减少水丝，可以采取如下措施：1）减少原材料水分；2）增大浇口，降低流体的剪切速率与剪切应力，降低模具温度；3）改良模具的排气系统。

3流痕

流痕是指在产品表面呈波浪状的成型缺陷，该缺陷是由于熔胶流动缓慢引起的一种蛙跳痕迹，常用有效的解决方案是增加熔胶流动速度和注塑压力。如果通过增加注塑速度和注塑压力均无法改善或消除流痕，则需要增加原材料熔融指数。熔融指数是指在一定条件下（温度为230°C），某个时间范围内（10min）流过某一孔洞（直径2.1mm）的塑料质量。熔融指数越高，材料的加工流动性好，流痕现象越轻。日产某种车型的冷凝器下导风板，材料为EVA，在注塑成型后出现明显的流痕，通过调整注塑压力都未得到明显改善，且出现很严重飞边，最后调整材料配方，选择熔融指数高的材料，将材料从熔融指数为16.2g/10min的材料更换到熔融指数为22g/10min的材料，流痕消除。各阶段零件外观对比如图8所示。

4熔接线

4.1产生原因及解决方法在塑料熔料填充型腔时，模具温度低于熔体温度，熔融塑料在型腔中流速不连贯，充模料流被阻断或以多股料流汇合，料流前沿部分先于其它部分冷却，不能完全融合，便在汇合处产生线性凹槽，形成熔接线。熔接线是注塑件机械强度较为薄弱的位置，熔接线上可能出现缺口或者是变色现象，缺口特别在深色或光滑透明的注塑件或光亮度高的注塑件上更为明显。在产品存在孔结构、多个浇口注塑或是产品壁厚不均时，注塑过程中，两股胶料的前沿相遇熔接，前沿热量损失，且气体未排尽而产生的表面缺陷。严格来说，熔接线并不仅仅是注塑缺陷，而是产品结构设计、模具和生产的综合问题。遇到注塑件有通孔或者多个浇口注塑时，熔接线容易产生。在注塑过程中，每多一个浇口，就会有多产生一条熔接线的可能，所以在保证模具能填满的情况下，应尽量减少浇口的数量。解决熔接线的方法有增加模具温度和流体温度、提高注塑压力和速度、更改模具排气系统、优化产品结构、减少浇口的数量等。在不产生收缩痕的前提下，适当增加熔接痕部位产品壁厚，在注塑过程中料温随之增加，熔接线可以得到改善。同时产品壁厚也对胶料流动速度有影响，因此改变产品壁厚也对产品胶料前沿的角度有影响，前沿角度越小，熔接线越明显，当熔接线呈180°时，熔接线消失。在产品熔接线产生部位，因为2股熔胶结合不紧，导致该处结构强度稍弱，容易发生断裂。

4.2实际案例分析研究与改进某种轻型商用车仪表板仪表装饰盖，与高锰钢卡爪装配后，再安装在仪表板本体上，但该卡接结构经过数次拆装后发生断裂。为解决该质量问题，先从工艺参数调整着手，通过增加注塑温度，熔接线部位强度加强，未再发生断裂现象，产品结构如图9所示。图9a中，零件背面有4个与仪表板本体装配的卡座，卡座处外表面（圆圈处）有熔接线；图9b中，圈出部位有熔接线，强度较弱，折装后出现断裂。因产品结构限制，熔接线无法完全消除时，可以通过修改浇口大小和位置，将熔接线位置转移至主机厂可以接受的部位。某种日产雷诺商用车格栅采用5点进胶注塑，熔接线在两侧纹理区域。经分析，采用将上面两侧2个浇口由15mm加大到30mm，且下面2个浇口向中靠拢155mm的对策。CAE分析显示，熔接线下移至转角位置，且通过控制排气和模具温度，熔接线可以减轻。经过调试验证，两侧熔接线消失，见图10。如图10b所示，采用5点进胶，在皮纹区域产生明显的熔接线。修改浇口后熔接线位置如图10c所示，将上面两侧的浇口加大，下面2个浇口向中间移动，熔接线位置下移，通过控制好排气和模具温度，熔接线消除。某种日产雷诺商用车控制面板旋钮最初采用产品内侧3点进胶注塑，零件成型后在外表面产生多处熔接线，经过调整进胶量与修改浇口位置与数量2种方案的验证，最终找到有效解决措施，将内侧原有3个Φ1点浇口改为外边缘1个长3mm、宽1mm浇口，如图11所示。图11a为原浇口方案注塑零件，在外表面产生多处熔接线。

5迟滞现象

在产品壁厚薄弱的部位出现短射或是强度不足，即为注塑的迟滞现象。熔胶在注塑过程中容易在阻力较小的型腔内流动，当遇到突然减薄的结构时，熔胶会短暂停留，待壁厚部位填充完成时，迟滞区周围熔胶已经开始固化，此时就容易发生短射，阻力大引起一定程度的压力降，薄壁结构的强度也受到影响。迟滞现象可以通过更改浇口位置进行缓解，将浇口位置放在产品离迟滞区域最远的部位，减少迟滞发生的时间，从而起到缓解的作用。在汽车零件中，存在迟滞现象的零件有仪表板右下护板。因为结构需要，产品有一处需要翻折的盖板，此处容易出现迟滞现象，盖板经过多次翻折，薄壁的连接处出现一条白色的痕迹，该痕迹为迟滞部位材料撕裂的痕迹，是强度不够的表现。迟滞部位如图12所示。椭圆内的线为迟滞痕，零件经过多次翻折会产生一条白线。合理的浇口位置见图13~14，圈内是卡扣，根部是薄壁结构，为避免发生迟滞现象，减轻卡扣根部断裂的风险，零件浇注口应选在箭头所示部位。

6结语

塑料熔接技术范文第3篇

关键词：轿车内饰件； 质量问题； 注塑； 模具； 塑料

中图分类号：TQ320 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2016）02-175-001

随着经济的发展和社会的进步，中国轿车行业迅速发展，同时随着塑料工业的发展，塑料制品日益普及并广泛应用于汽车行业。作为汽车重要配件之一的汽车塑料内饰件，由于具有一定的强度和韧性，可以多次重复加工，耐油耐污价格低，是其它装饰材料不可比拟的，在车型竞争和开拓市场中起着重要作用，因此提高汽车内饰件表观质量，对保证汽车产品质量和竞争力意义非常重大。汽车内饰件外形大多为曲面，凸起形，这些制品不仅有尺寸精度和物理机械性能要求，而且对其外观要求也较高，因此要求不允许有缺料、熔接痕、杂质、斑点、流痕、气花、气泡、顶白、断裂、缩凹变形、亮斑、暗斑、烧焦、油污、冷料、拉丝、划伤、修废等质量缺陷。

1.填充不足

注塑工艺技术员在新模具试模或者换模开车时候，首先是调好工艺参数，把制品注塑满而解决填充不足的问题，填充不足是指料流末端出现部分不完整现象或一模多腔中一部分填充不满。这主要是由于：（（1）原材料流动性不好、注射温度和压力都过低、注射速度太慢，导致料流不能充满型腔。熔料的温度主要通过料筒加热获得，此外预塑过程及熔料进入浇口和型腔时的摩擦和剪切作用也可引起熔料的温度升高，针对此情况可选择流动性好的塑料或在塑料中加入剂（如硬脂酸）或者升高注射温度压力，以增加其流动性，使熔体快速充满型腔。（2）预塑量太少，注射行程过短，无法满足产品对注射量的要求。

2.熔接痕

熔接痕是指有孔穴的注射制品或多点进浇的塑料制品中，塑料熔体在充模流动过程中温度不断降低，料流前锋料温较低，当几股料流汇合时，料流不能充分融合产生的接缝，它不仅影响产品的外观，而且熔接痕的强度直接关系到制品的使用性能。熔接痕产生的因素与填充不足相类似：（1）塑料流动性不好，成型温度和模具温度太低，注射速度太慢，注射压力太低均会使料流前锋温度太低，不能充分融合，应针对具体情况调整。（2）模具浇口太小，或者浇口位置设计不当，流程过长，前锋料流不能充分融合，应改善浇口位置和尺寸。

（3）在熔接痕出现的部位增设冷料穴也是消除熔接痕的有效方法。

3.顶白

顶白是指由于模具设计不当使塑料件局部脱模困难，使其某些部位产生内应力而发白，常用的解决方案是：（1）减慢顶出速度和压力。（2）降低注塑压力、加快注塑速度，降低保压压力、时间，以改变塑料的注塑密度。（3）适当喷洒脱模剂。（4）重新调整模具顶杆位置和数量，模具抛光。

4.缩凹变形

缩凹变形是指制品本应该有一定曲度的表面出现不平整，平处明显凹陷。缩凹产生的原因：（1）加工温度太高、塑料收缩率偏大、冷却不充分不均匀，制品未能充分冷却就已脱模，造成制品表面不平整，采用增加保压时间和压力方法。（2）塑料流动性不好，不能及时补料，使塑料件密度偏低，可以采用增加注射速度和压力。（3）浇口位置设计不当，浇口应设计在型腔厚壁处，否则前端料流无法完成补料过程。（4）塑料制品壁厚不一致，薄壁处塑料已冻结，而厚壁处温度较高并容易产生凹陷。所以在内饰件产品设计时应尽量采用等壁厚。

5.流痕、亮斑

流痕是在注塑时材料流动不畅，在内饰件表面产生波纹状图案。其主要原因和解决方法是：材料流动不畅，用提高注塑压力，扩展流道或浇口；模具温度低，提高模具温度、注塑温度。亮斑是由于注射温度高、注射速度快、模具温度高、产品密度大等原因造成的，常用的方法就是把上述注塑因素降低下来，但是同时可能会引起其它质量缺陷，这时最好的方法就是使用棉毡擦拭亮斑处。

6.其它

除了上述常见的注塑质量问题外，也有其它一些较容易解决的问题。如气花，是由于塑料原料含有水分或原料分解等使其含有易挥发的物质，在很高的注塑温度下成为气态并分散在塑料件的表面，随料流方向如同花一样分散开。气泡则是易挥发的物质没有分散开却聚集在一起。常用的改进方法是：原材料改善烘干工艺、增加注塑压力、提高注塑温度、增加浇口或者流道、增加排气量。在生产浅色汽车内饰件时，有时会出现杂质，这主要是因为：不同系列产品颜色有很大差异，有沙色、米黄色、桃色、黑色等，注塑机料筒里面会有少量上次注塑余料，在注塑时会产生杂质。此时应使用高温高压法快速冲洗料筒，同时合理安排生产计划，使相同颜色的产品依次生产，同时产品颜色由浅到深来安排生产计划。

塑料熔接技术范文第4篇

【关键词】：粉砂土区，通信管道 ，施工技术

【 abstract 】 : GuanDaoWang construction is safe, reasonable, directly related to the whole communication network security and development, shaoxing city for powder sand area, in the powder sand area construction communication pipeline needs to solve the settlement, leakage, prevent deposition multiple problem, this paper powder sand area communication pipeline construction how to overcome the above problems are discussed.

【 key words 】 : powder sand area, communication pipeline, construction technology

中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：

【前言】：

绍兴滨海新城开发建设是大绍兴加快迈向杭州湾时代的战略举措，建立一个具有宽带化、数字化、综合化、智能化、个人化、全球一网的五化一网信息网络，满足该地区及其周边地区的各种信息通信业务需求，是滨海新城信息化建设的目标。通信管道网作为通信网络的“基础”，是通信线路建设的重要组成部分，管道网建设是否安全、合理，直接关系到整个通信网络的安全和发展。如何克服沉降、渗漏、淤积等多重困难，必须本着经济上合理、技术上可行的原则，建立在充分研究滨海新城地质地貌，在确保安全的前提下通过科学合理地选择建设材料、技术方案、施工工艺等多种手段予以解决。

滨海新城土质对通信管道的危害

目前绍兴市通信管道一般建设模式为塑管包封方式，在管材选型上主要为PE102实壁管、PE110波纹管、六孔栅格管、六孔梅花管等， PE102实壁管、PE110波纹管为口径100MM的塑料圆管，六孔栅格管、六孔梅花管为分隔为6个口径不足30MM的小格的塑管。其中PE110波纹管较PE102实壁管管材价格便宜近一半，其他各类管材价格相近，PE波纹管因其价格便宜，配合包封使用量较多。

绍兴滨海新城土质呈粉砂性、由海涂细粉砂淤积而成，地基松软。粉砂土俗称“香灰土”，是砂性土和粘性土的中间土。它见风易吹散，遇水易冲，容易发生沉降，在与水相遇后以微小颗粒浊液的形式无孔不入，一旦沉积极易堵塞管孔。绍兴滨海新城并且常年受到汛期影响，地下水位较高、对流较大，极易发生检查井、管道沉降、渗漏等现象，引起地基塌方、管道移位、断裂、导致管孔堵塞等隐患，严重危及通信管网的正常运行。传统塑管包封建设方式在滨海粉砂土区暴露的问题是即使包封工艺完好，在基础沉降下也容易产生断裂缝，泥浆水一旦从塑管接头处进入，一处产生就会导致整段管道不通，特别是六孔栅格管、六孔梅花管这种小口径管更易淤积堵塞。

防止管孔断裂堵塞的方法

产生管孔断裂堵塞的直接原因是6米一根的塑管接头易受外界因素脱裂，无法完全密封，选用无接头的盘管将能有效解决此项问题，使用40/33的硅芯管无疑是种好选择，但一则由于好几根硅管才相当于一根PE110波纹管、六孔栅格管容量，经济上并不佳；二则巨大的管材用量对需要专用缆盘运输的硅芯管来讲运输也是个麻烦，直接用100MM大口径的盘管更是无法想象运输成本、施工的困难，最好的方法是采用普通6米一支的PE102实壁管进行熔接敷设。

PE102实壁管熔接后接口将完全密封，避免了无孔不入的粉砂土浊液侵入，实现了盘管的优异性能，同时PE102实壁管的抗压、抗拉能力都是优异的，这无论从其检测数据上，还是实际应用上都是经得起考验的。根据以往几年绍兴管道建设多采用PE102实壁管无包封直埋敷设、仅在车辆受压区域加以包封保护的建设方式，经过几年实践的检验，管道安全性是可靠的，故在人行道、绿化带上熔接直埋敷设PE102实壁管在抗压抗拉上是可行的。

PE102实壁管熔接直埋敷设经济又如何？PE102实壁管无包封直埋敷设方式是在后来几年PE塑管价格高企后才被PE110波纹管加包封这一比较经济的方式取代，但目前随着建材价格飞涨，新定额人工费用增加波纹管加包封方式其经济性已不复存在。详见下面分析：

在现有的建筑材料单价高企，人工费大幅提升的情况下，按照工信部【2008】75号新定额编制#150混凝土的建设费用约640元/立方米。在对PE实壁管熔接与采用混凝土全包封的PE波纹管进行测算比较。

（注：PE实璧管熔接费按6元一个接头计算，折算在每根6米的塑管上为1元每孔米。相同孔数下管群排布方式不同包封量存在一定差异，本表供参考。）

由上表可见，PE实壁管熔接直埋敷设与采用混凝土全包封的PE波纹管在每孔米造价上均有不同程度降低，也符合经济性要求。当然在不关注经济性的前提下，PE实壁管熔接后予以钢筋混凝土包封肯定是最安全的。

对于受压区域，可以采取钢筋混凝土基础上敷设加厚型PE实璧管熔接并包封解决，或采取钢管丝扣连接敷设，要避免钢管套接点焊连接的方式。

人手孔防止沉降渗漏的方法

在滨海新城高水位的粉砂土环境下，传统的人手孔砌制方法和工艺并不合适。防沉降是首先要解决的问题，做好人手孔基础是防沉降的关键，对人手孔基础采用钢筋网整体浇注能有效预防减轻人手孔沉降或不均匀沉降导致的断裂。防渗漏是人孔第二需要解决的问题，不搞好这一关，若干时间后人手孔将被不断渗入淤积的粉砂土填平，产生渗漏的主要原因一个是砖砌体的砌筑质量，另一个是管道入井的窗口封堵密实性。在防渗漏方面加强砖砌体砖间砂浆密实度，做好内外砂浆抹面标号、厚度等常规控制管理外，给人手孔穿塑料外衣也是减少渗漏的一个方法，在挖好基坑后放置塑料底罩，在塑料罩内进行人手孔施工，该方法特别适用水位较高时配合抽水作业及养护，同时建成后对外壁也增加一道隔水膜。窗口封堵应对管群逐层包封，提高密实性，考虑管道的沉降，对近窗口的管道应做不少于1米的钢筋混凝土基础及包封，避免人手孔与管道的不均匀沉降导致窗口裂缝，同时也能对塑管入井的伸缩进行良好的控制。

结论

塑料熔接技术范文第5篇

[关键词]聚乙烯管道，工艺缺陷，性能，评价

中图分类号：TH131. 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）16-0044-01

0 引言

聚乙烯管道凭借其良好的耐腐蚀性能、优越的机械性能、优良的焊接性能及较长的使用寿命自20世纪50年代开始在城镇燃气输送过程中得到广泛应用。随着服役年限的增长，应用领域的增大，PE燃气管道暴露出的安全问题愈加突出，但目前国内外尚无一种准确可靠的聚乙烯管无损检测方法，为保障城市燃气管网的安全运行，亟需开拓新的检测技术领域[1]。

热熔焊接是聚乙烯管道的主要连接方式之一，热熔接头的性能检测直接关系到整个燃气系统的安危。由于环境、人为因素以及操作工艺等影响，PE管道热熔焊接过程中容易产生过焊、冷焊、焊缝过短等缺陷，造成热熔接头处强度不达标；同时有实践表明，焊接接头是整个PE燃气管道最薄弱的环节[2]。因此，本文旨在通过拉伸、冲击性能试验，并结合环境扫描电镜等实验设备，研究PE管道热熔焊接接头综合性能，包括断面失效形式和组织分析，建立基于焊接缺陷表征及剩余强度评价的聚乙烯燃气管道安全评价体系。

1 热熔焊接接头工艺缺陷分类

工艺缺陷是指由于焊接工艺选取不当或是操作不当等原因引起的焊接接头性能的削弱。工艺缺陷的显著特征为，从剖面上观测，焊缝熔合区均匀致密、无任何夹杂物，最终的失效形式与正常接头基本相似，多数为韧性断裂，但是严重冷焊的接头会出现熔合面的脆性断裂。工艺缺陷对热熔焊接接头力学性能具有严重影响[3]。

根据成因、性质和特征可将工艺缺陷分为四种：冷焊、过焊、焊缝过短、不对中。

2 热熔焊接接头缺陷研究方法

由于缺乏专用的试验方法，聚乙烯管道热熔焊接接头力学性能试验通常是按照管材试验方法进行的，主要有拉伸试验、冲击试验和长期性能试验（静液压试验、NPT试验、PENT试验、FNCT试验）等，由于实验器材及材料限制，本文只针对PE100-SDR11-DN110管材进行拉伸、冲击试验。

2.1 拉伸试验

聚乙烯热熔焊接接头具有内外卷边，但是卷边是否会对试验结果造成影响，需要进行更进一步试验研究。为确定卷边对试样拉伸性能的影响，本文对不同卷边情况的试样进行了拉伸试验研究，分别考察热熔焊接接头试样卷边对拉伸历程曲线、拉伸强度和断裂失效形式的影响。

一、试验原理

将试样加工成带内外卷边（1号）、仅带内卷边（2号）、仅带外卷边（3号）和不带卷边（4号）四种试样，通过拉伸屈服强度、断裂伸长率、断口位置这三个考察指标，对含工艺缺陷热熔焊接接头拉伸性能进行分析。

试验采用美国进口、型号为MTS810、最大拉力为25t的拉伸试验机，参照GB/T 8804-1 《热塑性塑料管材拉伸性能测定第1部分 试验方法总则》，GB/T 8804-3《热塑性塑料管材拉伸性能测定第3部分 聚烯烃管材》，试验温度控制在23±2℃。

二、试验结果

1号拉伸试样断裂过程为：焊缝一侧管材被拉伸后强化，强化区域逐渐向焊缝的另外一侧扩展。但是扩展到卷边附近时便被阻滞，然后在凹槽尖端区域开始出现韧性断裂，最终导致试样断裂失效。

2号拉伸试样断口位置同样位于焊缝附近，其断裂过程为：试样被拉伸后焊缝一侧的管材先被拉伸强化，然后另外一侧的管材被拉伸强化，最后在试样焊缝附近处断裂。但是仍有试样单边拉伸后便在焊缝附近韧性断裂。

3号拉伸试样断裂情况与2号拉伸试样基本相同，断口位置同样位于焊缝附近区域。但是该类试样的断裂变形主要存在两种形式：1、多数为单侧拉伸后在焊缝附近韧性断裂；2、少数试样与2号拉伸试样相同。3号拉伸试样的断裂伸长率平均值要低于2号拉伸试样。

4号拉伸试样的断裂位置位于焊缝区域，断裂过程为：焊缝一侧管材先被拉伸，然后变形开始向两侧扩展，最后试样在焊缝区域发生明显脆断现象。其断口参差不齐，是由于断裂不是发生在同一分界面上，而是在焊缝及其与管材的两边分界面上均存在部分断裂，从而导致断口不平整。

2.2 冲击断口电镜扫描试验

一、试验原理

本次试验应用ZBC2302-D摆锤冲击试验机，以一定速度（5～5.5m/s）冲击试样，将冲击断裂后的PE材料切割为边长约1cm的正方体，对边角进行打磨烘干，放入镀膜机内镀一层金膜，之后将其放入载物台并用导电胶将其固定并装入环境扫描电镜机箱进行照片采集。应用Quanta 450环境扫描电子显微镜，针对冷焊和过焊两种引起工艺缺陷的原因，对温度这一影响因素造成的PE管材热熔接头缺陷进行微观分析。

1号正常接头焊接温度：220℃；2号冷焊接头焊接温度：171℃；3号过焊接头焊接温度：260℃。

二、试验结果

1号试样（正常温度焊接）扫描图像分布均匀，呈片状，无成球的凝结，说明焊接温度正好，成型均匀；2号试样（冷焊）扫描图像局部地区出现明显条纹状，条纹平行排列，接头处没有多余粘结，说明温度较低，尚未完全熔接在一起；3号试样（过焊）扫描图像呈网格状均匀分布，网格内出现凝结球，球与周围介质呈丝状连结，说明温度较高，两段材料过于充分熔接在了一起，使得周围力学性能薄弱。

根据以上三组试验，分析得到，在焊接压力一定的情况下，管件熔接吸热的多少将直接影响焊接质量，温度过低，分子之间结合度较差；温度过高，过高的结合度致使力学性能下降，因此熔接温度按照规范要求控制在220℃是最为适当的。

3 结论

以上实验结果表明，冷焊、过焊、卷边等工艺缺陷会对PE管道热熔焊接接头的综合性能产生较大影响，因此在实际生产中，应当注意对焊接温度及焊口形状的控制，以保证燃气管道的强度，保障燃气管网的安全。同时，拉伸试验可以作为聚乙烯管道热熔焊接接头的力学性能检测方法，环境电镜扫描技术可以作为聚乙烯管道热熔焊接接头微观组织分析的检测方法，以上两种技术相结合的方法可以为聚乙烯管道热熔接头综合性能的检测提供参考。

参考文献

[1] 刘贺明.中国城市燃气面临的形势和发展的措施[J].城市燃气，2002，325（3）：9-12.