ВОССТАНОВЛЕНИЕ АВТОМОБИЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ, ИЗГОТОВЛЕННЫХ ИЗ ТЕРМОПЛАСТОВ
Полимерные материалы – важнейшие конструкционные материалы современной техники. Основные области применения – это электротехника, радиотехника и химическое машино- и приборостроение.
Полимерные материалы подразделяются на термопластические и термореактивные полимерные материалы.
Термопластические полимерные материалы (термопласты) – материалы, сохраняющие способность многократно плавиться при нагревании. Поэтому детали, изготовленные из термопластов, ремонтируются с применением сварки.
Термопластические пластмассы (полиамиды, фторопласт) под нагрузкой подвержены ползучести и могут выдавливаться. Эти же материалы имеют низкую теплопроводность, что еще больше содействует их ползучести от повышения температуры в узле трения [2].
Термопласты всех видов хорошо поддаются сварке. Высокоэластичные пластмассы (полиолефины, полиамиды, полиметилметакрилаты) сваривают контактной сваркой без применения присадочного материала. Тонкие листы и пленки сваривают внахлестку пропусканием пленок между роликами, подогреваемыми электрическим током. Плиты, бруски и другие подобные изделия сваривают встык.
Сварка. Это процесс получения неразъемного соединения фрагментов (осколков) поврежденного участка путем их местного сплавления. Сварка – более прочный способ ремонта, чем склеивание, поэтому она предпочтительнее для изделий из термопластов. При сварке необходимо свариваемые детали нагреть до нужной температуры, соединить и дать остыть. Важный момент – нагрев до нужной темпе ратуры.
1. Нагрев до температуры пластичности. Материалу можно придать определенную форму, задать изгиб в нужном направлении.
2. Нагрев до температуры плавления. Можно сваривать повреж денные участки, добавлять недо стающие вставки.
3. Нагрев до температуры разрушения. Материал после этого остынет, но шов получится хрупким и будет содержать продукты разложения пластмассы, что естественно скажется на его прочности.
Обычно проблемы с перегревом случаются при сварке-пайке обычным паяльником, поскольку невозможно строго выдержать нужную температуру. Кроме того, немалую роль играет температура окружающей среды.
Рассмотрим технологический процесс ремонта сваркой автомобильного бампера, изготовленного из термопластического полимерного материала.
При восстановлении бампера сваркой необходимо определить границу трещины, зачистить ее по обе стороны от будущего сварного шва на ширину 15 мм. Концы трещин засверливают для снятия концентратора напряжения и предотвращения их роста, а кромкам придают V-образный профиль с углом 90°, глубиной до 5 мм специальной фрезой (рисунок 1а) [3].
При сварке используют технический фен со специальными насадками и присадочные прутки из пластика соответствующего состава. Их поверхность предварительно очищают (циклюют), так как верхний слой со временем изменяет свои свойства, а это сказывается на качестве получаемого шва. Желательно производить пробную сварку для проверки однородности (совместимости) материалов прутка и бампера, а также для подбора температуры нагрева, скорости перемещения фена и усилия вдавливания. Термопласты не имеют явно выраженной точки плавления, а постепенно переходят из твердого состояния в вязкотекучее. Поэтому для получения сварного шва необходимо упереть пруток в зону плавления и после размягчения пластика вдавить в шов до требуемого сечения.
Для сохранения первоначальных свойств пластика нагрев при сварке должен быть кратковременным и производиться потоком воздуха строго определенной температуры.
Подбирают присадочные прутки из пластика соответствующего состава, идентичного материалу детали. Желательно производить пробную сварку для проверки однородности (совместимости) материалов прутка и детали, а также для подбора температуры нагрева, скорости перемещения фена и усилия вдавливания. В течение 5–10 минут прогревают фен, чтобы температура горячего воздуха стабилизировалась. Обломки необходимо закрепить в нужном положении при помощи специальных струбцин-прищепок. Чтобы облегчить начальную стадию сварки, следует заострить конец прутка.
При сварке надо наклонить пруток под углом 45° (или использовать насадку для быстрой сварки) и придавливать его в сторону шва с усилием. Поток горячего воздуха направлять больше в сторону прутка припоя.
Сварку проводят в два этапа. Сначала скрепляют края поврежденного участка с помощью предварительной (скрепляющей) сварки. Она позволяет зафиксировать взаимное положение соединяемых фрагментов и исправить их небольшую деформацию. Для облегчения операции используют струбцины. Скрепляющая сварка выполняется короткими швами (прихватками) по всей длине будущего соединения. После нее производят окончательную сварку. Получаемый шов должен незначительно возвышаться над свариваемой поверхностью и быть гладким. В зависимости от характера повреждения и доступности места ремонта сварку производят с внутренней или лицевой стороны. При толщине стенки 5 мм и более – с двух сторон (рис. 1б) или за несколько проходов для уменьшения коробления и внутренних напряжений в материале (рис. 1в). Для устранения проломов подбирают фрагмент от другого аналогичного бампера или подгоняют кусок такой же термопластичной пластмассы и накладывают шов по всему периметру повреждения.
В зависимости от характера повреждения и доступности места ремонта сварку производят с внутренней или лицевой стороны. При толщине стенки 5 мм и более – с двух сторон. После того как место сварки остынет, необходимо зачистить шов и подготовить под покраску. Сначала шлифование (начиная с наждачки 100–120, потом – 180, доводка – 320), потом шпаклевка (специальной шпаклевкой для пластмассы), шлифовка, полировка и окраска.
ЛИТЕРАТУРА
- Михайлин Ю. А. Теплостойкие полимеры и полимерные материалы. – СПб. : Профессия, 2006. – 240 с.
- Яковлев А. Д., Здор В. Ф., Кап лан В. И. Порошковые материалы и покрытия на их основе. – Л. : Химия, 1971. – 253 с.
- Комаров Г. В. Соединения деталей из полимерных материалов : учеб. пособие. – СПб. : Профессия, 2006. – 592 с.
Метки: Транспорт