淺析聚乙烯管道的焊接技術及其評價方法

摘 要：聚乙烯管道由于具有經濟適用、節能環保且耐腐蝕等特質，被廣泛應用于氣、液、的特殊物質的運輸。近年來，聚乙烯管道的應用引起了國內外專家學者的廣泛關注，所以聚乙烯管道將會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以及聚乙烯管道焊接技術的評價方法。

關鍵詞：聚乙烯管道；焊接；評價方法

目前，塑料管道中應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不斷進步使其在燃氣等領域的應用越來越多，可見，聚乙烯管道具備廣泛的發展空間。所以下面我們要對聚乙烯管道焊接技術——熱熔焊接技術極其評價方法進行簡單的介紹。

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壁，連接好后進行通電，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整體，形成焊接。在國外一些發達國家，聚乙烯管道焊接技術非常成熟。上個世紀80年代，美國的Ray-chem公司把具有正溫度系數效應并且混有炭黑的聚乙烯樹脂作為電容焊接的連接件，導入電流，進行了成功的試驗，但是至今也沒有大范圍的應用。20世紀90年代初，美國研究者用金屬絲進行焊接試驗，雖然可以很好地控制焊接溫度，但是也未能實現聚乙烯焊接管管道的商業化使用。如今，最常用的電容焊接技術是把電阻絲嵌入到塑料管道中，通入電流加熱到熔融狀態，國際上大多數廠家具使用此種方法進行焊接。

熱熔焊接主要是把兩個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，進入到熔融狀態，再在壓力的作用下把兩個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尺寸的要求各不一樣，各有優勢和弊端，熱熔焊接非常容易出現空洞、裂紋等缺陷；而電容焊接雖然操作相對簡單、安全可靠，但是其成本和技術要求相對比較高，而且經常出現雜志、冷焊等缺陷。聚乙烯管道熱熔焊接較為常用.所以下面主要對熱熔焊接技術進行介紹。

2 熱熔焊接技術

2.1 焊接過程

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

2.2 熱熔焊接質量控制過程

2.2.1 焊接溫度的控制

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

2.2.2 時間和壓力的控制

在進行管道焊接時，時間和壓力的設定對焊接質量的影響十分重大。所以要根據相關規定對加熱時間，施加壓力大小和冷卻時間進行嚴格控制和設定。熱熔焊接時施加一定的壓力，并保持在此壓力下一段時間后，兩個熔接平面堅固地結合在一起。由于聚乙烯的導熱性能較差，所以冷卻速度較慢，因此焊縫的冷卻過程必須伴隨著持續的壓力作用，并且在冷卻過程中，不能對焊件施加外力使其移動，影響焊接質量。

2.2.3 對加熱板的要求

作為熱熔對接焊機的核心，加熱板的導熱性、耐腐蝕性等都有嚴格的要求，加熱板表面的溫度要控制在一定的范圍內，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

首先做好連接接頭的焊接數據記錄檢查，接著檢查連接接頭是否對稱規則，然后以10%的比例對抽樣焊口進行檢查。檢查的內容主要有接頭有無氣孔、鼓泡、裂紋等現象，翻邊是否出現雜質、孔隙和損壞現象。接著對接頭進行破壞性試驗，抽取5%的接頭，把接頭割成若干條，檢查其內部的融合情況。若果在抽樣檢測時發現一件不合格品就要加倍對同批焊縫進行抽檢，如果再次被檢測出不合格品，為了確保品質，則同批焊縫要進行全部檢查。

3 聚乙烯管道焊接質量的評價

聚乙烯管道的優良特性得到了廣泛的認可，所以目前在世界范圍內聚乙烯管道的應用非常廣泛。通常在聚乙烯的焊接過程中經常出現焊接缺陷，例如氣孔等缺陷的存在都會影響焊接質量，所以焊接后的焊接質量檢測和評價起著十分重要的作用。在聚乙烯管道焊接過程中難免會出現如氣孔、錯邊等焊接缺陷，所以對聚乙烯管道焊接質量的評價是十分必要的。

3.1 破壞性焊接性能評價

目前，最常用的焊接性能評價方法為拉伸試驗，其斷裂焊接因子通常作為焊接性能的評價結果，但是在實踐中發現，在脆性破壞時焊接因子依舊很高，所以這種評價方式是不科學的；還有的學者把拉伸斷裂能作為評價依據，來評價污染物對焊機質量的影響，但是這些研究都沒有明確提出合格焊接的拉伸強度的具體要求。在焊接性能的評價方法中，彎曲試驗成為國內外學者們共同關注的焊接性能評價方式，它是指三點彎曲，在實驗過程中需要記錄破壞獲裂紋現象和角度。

3.2 非破壞性焊接性能評價方法

隨著科技的不斷進步發展，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方法。X光攝片主要是根據X射線透過制件后投射在照相膠片上的輻射強度來確定材料結構。根據觀察照片上的差異來檢查出焊縫內部存在的缺陷。超聲波檢測法主要是以超聲波的反射和它在介質分界面上各種不同性質的折射為依據，來反映材料結構中的裂痕和其他缺陷，如充氣、雜質、過熱變形等。

4 結束語

聚乙烯管道的焊接技術極其評價方法是近年來許多專家學者研究的重點問題，我相信，隨著科技的不斷進步，聚乙烯管道的焊接技術也會產生較大的飛躍，大量實際應用的焊接技術和評價方法會不斷涌現，以滿足經濟的發展和人們日益提高的生活水平。

參考文獻

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