淺析聚乙烯管道的焊接技術(shù)及其評(píng)價(jià)方法

摘 要：聚乙烯管道由于具有經(jīng)濟(jì)適用、節(jié)能環(huán)保且耐腐蝕等特質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于氣、液、的特殊物質(zhì)的運(yùn)輸。近年來，聚乙烯管道的應(yīng)用引起了國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者的廣泛關(guān)注，所以聚乙烯管道將會(huì)成為大力推廣的新型建筑材料。文章介紹了聚乙烯管道的焊接技術(shù)以及聚乙烯管道焊接技術(shù)的評(píng)價(jià)方法。

關(guān)鍵詞：聚乙烯管道；焊接；評(píng)價(jià)方法

目前，塑料管道中應(yīng)用比較廣泛的主要以PVC-U和聚乙烯塑料管道為主，隨著聚乙烯管道技術(shù)不斷進(jìn)步使其在燃?xì)獾阮I(lǐng)域的應(yīng)用越來越多，可見，聚乙烯管道具備廣泛的發(fā)展空間。所以下面我們要對(duì)聚乙烯管道焊接技術(shù)——熱熔焊接技術(shù)極其評(píng)價(jià)方法進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。

1 聚乙烯管道焊接分類

目前，在聚乙烯管道焊接方法中熱熔焊接和電容焊接是聚乙烯管道兩種常見的焊接方式，其中熱熔焊接的應(yīng)用較為廣泛。

電容焊接主要是把高電阻的金屬絲提前放入塑料管內(nèi)壁，連接好后進(jìn)行通電，金屬絲的熱量融化周圍塑料，逐漸彼此融合，待到冷卻后成為一個(gè)整體，形成焊接。在國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家，聚乙烯管道焊接技術(shù)非常成熟。上個(gè)世紀(jì)80年代，美國(guó)的Ray-chem公司把具有正溫度系數(shù)效應(yīng)并且混有炭黑的聚乙烯樹脂作為電容焊接的連接件，導(dǎo)入電流，進(jìn)行了成功的試驗(yàn)，但是至今也沒有大范圍的應(yīng)用。20世紀(jì)90年代初，美國(guó)研究者用金屬絲進(jìn)行焊接試驗(yàn)，雖然可以很好地控制焊接溫度，但是也未能實(shí)現(xiàn)聚乙烯焊接管管道的商業(yè)化使用。如今，最常用的電容焊接技術(shù)是把電阻絲嵌入到塑料管道中，通入電流加熱到熔融狀態(tài)，國(guó)際上大多數(shù)廠家具使用此種方法進(jìn)行焊接。

熱熔焊接主要是把兩個(gè)焊接表面緊密貼合在一起放置在加熱工具上，加熱到一定溫度后，進(jìn)入到熔融狀態(tài)，再在壓力的作用下把兩個(gè)熔融的端面緊密精確地貼合在一起，在冷卻之前一致保持壓力作用在端面上，使管道焊接成一體；上述兩種聚乙烯管道焊接方式對(duì)尺寸的要求各不一樣，各有優(yōu)勢(shì)和弊端，熱熔焊接非常容易出現(xiàn)空洞、裂紋等缺陷；而電容焊接雖然操作相對(duì)簡(jiǎn)單、安全可靠，但是其成本和技術(shù)要求相對(duì)比較高，而且經(jīng)常出現(xiàn)雜志、冷焊等缺陷。聚乙烯管道熱熔焊接較為常用.所以下面主要對(duì)熱熔焊接技術(shù)進(jìn)行介紹。

2 熱熔焊接技術(shù)

2.1 焊接過程

熱熔焊接是通過熱熔加熱焊機(jī)使管道端面熔融，然后將其貼合，施加一定的壓力，冷卻后形成一個(gè)整體。各種尺寸的聚乙烯管都可以采用熱熔對(duì)接方式進(jìn)行焊接，這種方法不僅安全可靠，還節(jié)約成本。對(duì)接焊主要有裝夾管材元件、銑削焊接面、施動(dòng)壓力的測(cè)量和檢查、加熱和拆卸管道元件六個(gè)步驟組成。

2.2 熱熔焊接質(zhì)量控制過程

2.2.1 焊接溫度的控制

作為影響聚乙烯管道熱熔焊接質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，溫度的影響不可忽視，一般來說，焊機(jī)溫度要保持控制在200-235℃之間，在這個(gè)溫度范圍之內(nèi)，管道焊接的質(zhì)量隨溫度升高而增強(qiáng)，但是必須在此溫度范圍的前提之下，若溫度過高，會(huì)產(chǎn)生卷邊尺寸偏大或者聚乙烯材料發(fā)生熱氧化等不良現(xiàn)象，所以在溫度方面一定要嚴(yán)格控制。

2.2.2 時(shí)間和壓力的控制

在進(jìn)行管道焊接時(shí)，時(shí)間和壓力的設(shè)定對(duì)焊接質(zhì)量的影響十分重大。所以要根據(jù)相關(guān)規(guī)定對(duì)加熱時(shí)間，施加壓力大小和冷卻時(shí)間進(jìn)行嚴(yán)格控制和設(shè)定。熱熔焊接時(shí)施加一定的壓力，并保持在此壓力下一段時(shí)間后，兩個(gè)熔接平面堅(jiān)固地結(jié)合在一起。由于聚乙烯的導(dǎo)熱性能較差，所以冷卻速度較慢，因此焊縫的冷卻過程必須伴隨著持續(xù)的壓力作用，并且在冷卻過程中，不能對(duì)焊件施加外力使其移動(dòng)，影響焊接質(zhì)量。

2.2.3 對(duì)加熱板的要求

作為熱熔對(duì)接焊機(jī)的核心，加熱板的導(dǎo)熱性、耐腐蝕性等都有嚴(yán)格的要求，加熱板表面的溫度要控制在一定的范圍內(nèi)，且加熱板的溫度要均勻。為使加熱板表面清潔，在加熱板上涂上厚度為30-50納米的四氯乙烯薄膜，以免塑料粘附在加熱板上。

2.2.4 接頭的檢驗(yàn)

首先做好連接接頭的焊接數(shù)據(jù)記錄檢查，接著檢查連接接頭是否對(duì)稱規(guī)則，然后以10%的比例對(duì)抽樣焊口進(jìn)行檢查。檢查的內(nèi)容主要有接頭有無氣孔、鼓泡、裂紋等現(xiàn)象，翻邊是否出現(xiàn)雜質(zhì)、孔隙和損壞現(xiàn)象。接著對(duì)接頭進(jìn)行破壞性試驗(yàn)，抽取5%的接頭，把接頭割成若干條，檢查其內(nèi)部的融合情況。若果在抽樣檢測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)一件不合格品就要加倍對(duì)同批焊縫進(jìn)行抽檢，如果再次被檢測(cè)出不合格品，為了確保品質(zhì)，則同批焊縫要進(jìn)行全部檢查。

3 聚乙烯管道焊接質(zhì)量的評(píng)價(jià)

聚乙烯管道的優(yōu)良特性得到了廣泛的認(rèn)可，所以目前在世界范圍內(nèi)聚乙烯管道的應(yīng)用非常廣泛。通常在聚乙烯的焊接過程中經(jīng)常出現(xiàn)焊接缺陷，例如氣孔等缺陷的存在都會(huì)影響焊接質(zhì)量，所以焊接后的焊接質(zhì)量檢測(cè)和評(píng)價(jià)起著十分重要的作用。在聚乙烯管道焊接過程中難免會(huì)出現(xiàn)如氣孔、錯(cuò)邊等焊接缺陷，所以對(duì)聚乙烯管道焊接質(zhì)量的評(píng)價(jià)是十分必要的。

3.1 破壞性焊接性能評(píng)價(jià)

目前，最常用的焊接性能評(píng)價(jià)方法為拉伸試驗(yàn)，其斷裂焊接因子通常作為焊接性能的評(píng)價(jià)結(jié)果，但是在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，在脆性破壞時(shí)焊接因子依舊很高，所以這種評(píng)價(jià)方式是不科學(xué)的；還有的學(xué)者把拉伸斷裂能作為評(píng)價(jià)依據(jù)，來評(píng)價(jià)污染物對(duì)焊機(jī)質(zhì)量的影響，但是這些研究都沒有明確提出合格焊接的拉伸強(qiáng)度的具體要求。在焊接性能的評(píng)價(jià)方法中，彎曲試驗(yàn)成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者們共同關(guān)注的焊接性能評(píng)價(jià)方式，它是指三點(diǎn)彎曲，在實(shí)驗(yàn)過程中需要記錄破壞獲裂紋現(xiàn)象和角度。

3.2 非破壞性焊接性能評(píng)價(jià)方法

隨著科技的不斷進(jìn)步發(fā)展，X光攝片和超聲波等無損探傷方法稱為聚乙烯焊接接頭的重要檢測(cè)方法。X光攝片主要是根據(jù)X射線透過制件后投射在照相膠片上的輻射強(qiáng)度來確定材料結(jié)構(gòu)。根據(jù)觀察照片上的差異來檢查出焊縫內(nèi)部存在的缺陷。超聲波檢測(cè)法主要是以超聲波的反射和它在介質(zhì)分界面上各種不同性質(zhì)的折射為依據(jù)，來反映材料結(jié)構(gòu)中的裂痕和其他缺陷，如充氣、雜質(zhì)、過熱變形等。

4 結(jié)束語

聚乙烯管道的焊接技術(shù)極其評(píng)價(jià)方法是近年來許多專家學(xué)者研究的重點(diǎn)問題，我相信，隨著科技的不斷進(jìn)步，聚乙烯管道的焊接技術(shù)也會(huì)產(chǎn)生較大的飛躍，大量實(shí)際應(yīng)用的焊接技術(shù)和評(píng)價(jià)方法會(huì)不斷涌現(xiàn)，以滿足經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們?nèi)找嫣岣叩纳钏健?/p>

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