專(zhuān)利名稱(chēng)：超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的方法及其焊接機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及超高分子量聚乙烯膜片管材及普通聚乙烯管材接頭焊接方法及熱熔焊接機(jī)，是一種超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的方法及其焊接機(jī)。
背景技術(shù)：
由于申請(qǐng)人研制的超高分子量聚乙烯膜片具有極高的強(qiáng)度，同時(shí)具有較高的彈性模量、較好的耐高溫及耐腐蝕性能等許多優(yōu)點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。利用超高分子量聚乙烯膜片可以螺旋纏繞加熱加壓制成管材，在相同承壓條件下，其壁厚可降至PE100管的1/5-1/3左右，大幅降低生產(chǎn)成本。但是，由于這種超高分子量聚乙烯膜片制成的管材的焊接方法不能采用現(xiàn)有技術(shù)中任一種焊接機(jī)，同時(shí)由于聚乙烯等塑料管材的連接始終是影響塑料管道使用的瓶頸之一，因此，如何在保證質(zhì)量的前提下，能夠快速牢固焊接超高分子量聚乙烯膜片管材接頭及普通聚乙烯管材接頭，是本領(lǐng)域技術(shù)人員需要研究的重要課題之
O
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的方法及其焊接機(jī)，它能夠快速牢固焊接超高分子量聚乙烯膜片管材接頭及普通聚乙烯管材接頭，使管材接頭焊接處的強(qiáng)度大于管材本體的強(qiáng)度。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)超高分子量聚乙烯膜片帶管材接頭熱熔焊接方法，包括下述步驟
①將待連接的超高分子量聚乙烯膜片管材或普通聚乙烯管材的接頭處磨成45°斜
面；
②將兩個(gè)管材接頭對(duì)正后形成V型，用焊槍將聚乙烯焊絲沿V型槽焊接一周，熱熔后的焊絲填平V型槽；
③采用角磨機(jī)將焊縫打磨平整，使焊縫的表面與管材外表面位于同一平面內(nèi)；
④將超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接機(jī)套在管材外周，使步驟③焊接磨平后的管材接頭位于焊接機(jī)的中間部位；
⑤取單面熱覆粘結(jié)層的膜片焊接帶一端牽引至管材焊接縫處，使覆粘結(jié)層的表面接觸管材，將其不覆粘結(jié)層的一端打磨成楔形，使之緊貼管材連接處。調(diào)節(jié)焊接機(jī)上的滾輪和壓輪的松緊度，使?jié)L輪壓緊膜片焊接帶一端。⑥打開(kāi)焊接機(jī)上的熱風(fēng)槍?zhuān)瑹犸L(fēng)槍的出風(fēng)口為扁平的喇叭形，出口的寬度與膜片帶的寬度一致，對(duì)膜片焊接帶粘結(jié)層面加熱，同時(shí)對(duì)管材表面進(jìn)行活化處理，熱風(fēng)槍噴出的熱風(fēng)溫度控制在380°C -420°C，熱風(fēng)槍將膜片焊接帶與焊縫貼合的內(nèi)表面加熱至240 0C -280 0C ；
⑦轉(zhuǎn)動(dòng)焊接機(jī)，使焊接機(jī)沿管材外周接縫處轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)速度為O. 3米/分鐘-O. 6米/分鐘，焊接機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，將內(nèi)表面粘結(jié)層熱熔后的膜片焊接帶通過(guò)滾輪將其壓貼在管材的焊縫處，壓輪再對(duì)貼合在焊縫處的膜片焊接帶外表面加壓，使膜片焊接帶與管材接頭焊縫及管材外表面緊密熔合。超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的焊接機(jī)，包括支架，支架上設(shè)置采用超高分子量聚乙烯制成的膜片焊接帶，膜片焊接帶的一端通過(guò)異形固定架貼在焊縫處，異形固定架一端固定熱風(fēng)槍?zhuān)瑹犸L(fēng)槍位于膜片焊接帶上端，異形固定架安裝熱風(fēng)槍的一端外壁上安裝可調(diào)架，可調(diào)架上安裝滾輪，異形固定架水平方向一側(cè)與連桿固定，異形固定架水平方向另一側(cè)與絲桿連接，絲桿外周壁上設(shè)置壓緊彈簧，絲桿一端固定壓輪架，壓輪架上安裝壓輪，異形固定架繞管材外周轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾輪及壓輪均與管材外壁上熱熔的膜片焊接帶相觸。異形固定架由至少4個(gè)平面板呈不同角度相互連接構(gòu)成弓形。異形固定架由平面板及弧面板相互連接構(gòu)成敞口圓狀。異形固定架由曲面板構(gòu)成敞口圓狀。異形固定架由第一直板、第一斜板、平面板、第二斜板及第二直板依次相互連接構(gòu)成，可調(diào)架安裝在第二直板或第二斜板上。膜片焊接帶的寬度是待焊管材壁厚的10-17倍，膜片焊接帶的厚度為2-4. 5毫米，長(zhǎng)度為待焊管材周長(zhǎng)的3-5倍?？烧{(diào)架上安裝的滾輪為兩個(gè)，兩個(gè)滾輪上下排列，滾輪的寬度大于膜片焊接帶的寬度。本發(fā)明提供的超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的方法及其焊接機(jī)，能牢固地將超高分子量聚乙烯膜片管材或普通聚乙烯管材連接起來(lái)，管材接頭外周的焊接材料與管材的基材屬于同分子結(jié)構(gòu)，粘合力強(qiáng)，冷卻后焊縫處的強(qiáng)度大于管材本體強(qiáng)度。本發(fā)明焊接方法中先將管材接頭邊沿磨成45°角，再初焊V型槽，之后再大面積熱熔焊接的方法，使管材在使用壽命期限內(nèi)，管材的接頭處不出現(xiàn)裂縫等任何質(zhì)量問(wèn)題，經(jīng)檢測(cè)管材的接頭處的強(qiáng)度大于管材本身的強(qiáng)度，有效提高了超高分子量聚乙烯膜片管材及普通聚乙烯管材的工程質(zhì)量和使用壽命。本發(fā)明提供的超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接機(jī)，是專(zhuān)用于超高分子量聚乙烯膜片管材及普通聚乙烯管材的兩管連接處，它能夠快速、連續(xù)焊接，不需要管材轉(zhuǎn)動(dòng)，只需焊接機(jī)繞管材周壁行走即可，能夠適用于焊接各種口徑的管材，特別是解決了大型管材焊接時(shí)的耗電、耗人力、需要較多支撐部件的繁瑣操作，節(jié)省能源，降低了生產(chǎn)成本，能夠使膜片焊接帶大面積熱熔在管材接頭處，使管材接頭處的安全性大大提高，經(jīng)過(guò)破壞性檢測(cè)表明，用本發(fā)明所述的超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接機(jī)焊接的管材接頭處的強(qiáng)度大于管材本身的強(qiáng)度。
附圖1是本發(fā)明超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的焊接機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2是附圖1的A向結(jié)構(gòu)示意圖；附圖3是附圖2的B-B剖視結(jié)構(gòu)示意圖，為超高分子量聚乙烯膜片管材接頭焊接后的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的方法，包括下述步驟
①將待連接的超高分子量聚乙烯膜片管材或普通聚乙烯管材的接頭處磨成45°斜
面；
②將兩個(gè)管材接頭對(duì)正后形成V型，用焊槍將聚乙烯焊絲沿V型槽焊接一周，熱熔后的焊絲填平V型槽； ③采用角磨機(jī)將焊縫打磨平整，使焊縫的表面與管材外表面位于同一平面內(nèi)；
④將超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接機(jī)套在管材外周，使步驟③焊接磨平后的管材接頭位于焊接機(jī)的中間部位；
⑤取單面熱覆粘結(jié)層的膜片焊接帶一端牽引至管材焊接縫處，使覆粘結(jié)層的表面接觸管材，將其不覆粘結(jié)層的一端打磨成楔形，使之緊貼管材連接處。調(diào)節(jié)焊接機(jī)上的滾輪和壓輪的松緊度，使?jié)L輪壓緊膜片焊接帶一端。⑥打開(kāi)焊接機(jī)上的熱風(fēng)槍?zhuān)瑹犸L(fēng)槍的出風(fēng)口為扁平的喇叭形，出口的寬度與膜片帶的寬度一致，對(duì)膜片焊接帶粘結(jié)層面加熱，同時(shí)對(duì)管材表面進(jìn)行活化處理，熱風(fēng)槍噴出的熱風(fēng)溫度控制在380°c -420°C，熱風(fēng)槍將膜片焊接帶與焊縫貼合的內(nèi)表面加熱至240 0C -280 0C ；
⑦轉(zhuǎn)動(dòng)焊接機(jī)，使焊接機(jī)沿管材外周接縫處轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)速度為O. 3米/分鐘-O. 6米/分鐘，視膜片焊接帶表面粘結(jié)層的熔化程度而定，既要保證膜片焊接帶牢固地粘結(jié)到管材接縫處，又要防止管材接縫和膜片焊接帶局部受熱過(guò)度導(dǎo)致收縮變形或表面燒損。焊接機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，將內(nèi)表面粘結(jié)層熱熔后的膜片焊接帶通過(guò)滾輪將其壓貼在管材的焊縫處，壓輪再對(duì)貼合在焊縫處的膜片焊接帶外表面加壓，使膜片焊接帶與管材接頭焊縫及管材外表面緊密熔合。本發(fā)明焊接方法中使用的膜片焊接帶為長(zhǎng)條狀，其寬度是待焊管材壁厚的8-16倍，膜片焊接帶11的厚度為2-4. 5毫米，膜片焊接帶11的長(zhǎng)度為待焊管材周長(zhǎng)的3-5倍，膜片焊接帶11的縱向抗拉強(qiáng)度大于150 MPa,斷裂伸長(zhǎng)率大于60%,橫向拉伸強(qiáng)度大于35MPa，斷裂伸長(zhǎng)率大于100%。本發(fā)明使用的膜片焊接帶11的內(nèi)表面上熱覆一層線性低密度聚乙烯薄膜，該薄膜的熔點(diǎn)較膜片焊接帶11的熔點(diǎn)低，流動(dòng)性好，利于與待焊接頭的管材的熱熔焊接，本發(fā)明限定的膜片焊接帶11的長(zhǎng)度、寬度和厚度保證了管材接頭焊縫處的強(qiáng)度，特別是在高壓試驗(yàn)中，焊縫處不出現(xiàn)開(kāi)裂等任何質(zhì)量問(wèn)題。本發(fā)明所述的焊接方法中使用的熱熔焊接機(jī)是本發(fā)明的獨(dú)特設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)如附圖1、附圖2所示，該焊接機(jī)有一支架，支架上設(shè)置采用超高分子量聚乙烯制成的膜片焊接帶11，膜片焊接帶11的一端通過(guò)異形固定架貼在焊縫處，異形固定架一端固定熱風(fēng)槍10，熱風(fēng)槍10位于膜片焊接帶11上端，異形固定架安裝熱風(fēng)槍的一端外壁上安裝可調(diào)架9，可調(diào)架9上安裝滾輪2，異形固定架水平方向一側(cè)與連桿14固定，異形固定架水平方向另一側(cè)與絲桿5連接，絲桿5外周壁上設(shè)置壓緊彈簧6，絲桿5 —端固定壓輪架19，壓輪架19上安裝壓輪8，異形固定架繞管材外周轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾輪2及壓輪8均與管材外壁上熱熔的膜片焊接帶11相觸。所述異形固定架有多種結(jié)構(gòu)形狀,優(yōu)選的結(jié)構(gòu)有以下幾種異形固定架由至少4個(gè)平面板呈不同角度相互連接構(gòu)成弓形，4個(gè)平面中有一個(gè)底平面板，底平面板兩端分別連接兩個(gè)相同結(jié)構(gòu)并與底平面板形成相同角度的側(cè)平面板，該角度為45° -65°，兩個(gè)側(cè)平面板中的一個(gè)側(cè)平面板的一端與垂直平面板連接。垂直平面板上安裝絲桿5、壓輪架19及壓緊彈簧6調(diào)節(jié)等結(jié)構(gòu)，另一個(gè)側(cè)平面板的一端與可調(diào)架9連接，這種結(jié)構(gòu)便于帶動(dòng)焊接機(jī)沿不同口徑的管材轉(zhuǎn)動(dòng)，并可提高生產(chǎn)效率。異形固定架由平面板及弧面板相互連接構(gòu)成敞口圓狀，該結(jié)構(gòu)的平面板設(shè)計(jì)在底部，底部的平面板兩端分別連接弧面板，其中一個(gè)弧面板與絲桿5固定，絲桿5上安裝壓輪架19及壓緊彈簧6等結(jié)構(gòu)，另一個(gè)弧面板上安裝可調(diào)架9，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于制造成本低的前提下，可進(jìn)一步提高生產(chǎn)效率，并可適用多個(gè)口徑的管材。異形固定架由曲面板構(gòu)成敞口圓狀，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于制造成本低，安裝方便。異形固定架的另一優(yōu)選結(jié)構(gòu)是，它由第一直板22、第一斜板24、平面板3、第二斜板25及第二直板26依次相互連接構(gòu)成，可調(diào)架9安裝在第二直板26或第二斜板25上，如圖1所示，第一直板22下端與第一斜板24上端連接，第一斜板24下端與平面板3 —端連接，平面板3另一端與第二斜板25下端連接，第二斜板25上端與第二直板26下端連接，第一直板22與絲桿5固定。焊接機(jī)支架上的膜片焊接帶11為長(zhǎng)條狀，其寬度是待焊管材壁厚的10-17倍，膜片焊接帶11的厚度為2-4. 5毫米，膜片焊接帶11長(zhǎng)度為待焊管材周長(zhǎng)的3-5倍，這種膜片焊接帶11的結(jié)構(gòu)形狀實(shí)現(xiàn)了接頭處的大面積熱熔，并進(jìn)一步保證了該接頭處的強(qiáng)度、硬度及彈性等各種技術(shù)性能與管材基體的性能相同。本發(fā)明所述超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的焊接機(jī)上安裝的可調(diào)架9上安裝的滾輪2為兩個(gè)，兩個(gè)滾輪2上下排列，滾輪2的寬度大于膜片焊接帶11的寬度，可進(jìn)一步增加滾輪2的壓合力度，并進(jìn)一步增強(qiáng)了膜片焊接帶11與管材的粘接強(qiáng)度。圖中1把手2滾輪3直面板4手輪5絲桿6壓緊彈簧7第一螺母8壓輪9可調(diào)架10熱風(fēng)槍11膜片焊接帶12第一管材13第二管材14連桿15調(diào)節(jié)槽16第一支架17第二滾輪18連接板19固定板20固定桿21擋板22第一直板23第二螺母24第一斜板25第二斜板26第二直板27焊絲。
權(quán)利要求
1.超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的方法，其特征在于包括下述步驟 ①將待連接的超高分子量聚乙烯膜片管材或普通聚乙烯管材的接頭處磨成45°斜面； ②將兩個(gè)管材接頭對(duì)正后形成V型，用焊槍將聚乙烯焊絲沿V型槽焊接一周，熱熔后的焊絲填平V型槽； ③采用角磨機(jī)將焊縫打磨平整，使焊縫的表面與管材外表面位于同一平面內(nèi)； ④將超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接機(jī)套在管材外周，使步驟③焊接磨平后的管材接頭位于焊接機(jī)的中間部位； ⑤取單面熱覆粘結(jié)層的膜片焊接帶一端牽弓I至管材焊接縫處，使覆粘結(jié)層的表面接觸管材，將其不覆粘結(jié)層的一端打磨成楔形，使之緊貼管材連接處；調(diào)節(jié)焊接機(jī)上的滾輪和壓輪的松緊度，使?jié)L輪壓緊膜片焊接帶一端； ⑥打開(kāi)焊接機(jī)上的熱風(fēng)槍?zhuān)瑹犸L(fēng)槍的出風(fēng)口為扁平的喇叭形，出口的寬度與膜片帶的寬度一致，對(duì)膜片焊接帶粘結(jié)層面加熱，同時(shí)對(duì)管材表面進(jìn)行活化處理，熱風(fēng)槍噴出的熱風(fēng)溫度控制在380°c -420°C，熱風(fēng)槍將膜片焊接帶與焊縫貼合的內(nèi)表面加熱至240°C -280°C ； ⑦轉(zhuǎn)動(dòng)焊接機(jī)，使焊接機(jī)沿管材外周接縫處轉(zhuǎn)動(dòng)；轉(zhuǎn)動(dòng)速度為O.3米/分鐘-O. 6米/分鐘，焊接機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，將內(nèi)表面粘結(jié)層熱熔后的膜片焊接帶通過(guò)滾輪將其壓貼在管材的焊縫處，壓輪再對(duì)貼合在焊縫處的膜片焊接帶外表面加壓，使膜片焊接帶與管材接頭焊縫及管材外表面緊密熔合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的方法，其特征在于膜片焊接帶為長(zhǎng)條狀，膜片焊接帶的寬度是待焊管材壁厚的8-16倍，膜片焊接帶(11)的厚度為2-4. 5毫米，長(zhǎng)度為待焊管材周長(zhǎng)的3-5倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的方法，其特征在于膜片焊接帶的內(nèi)表面熱覆線性低密度聚乙烯層作為粘結(jié)層。
4.超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的焊接機(jī)，其特征在于包括支架，支架上設(shè)置采用超高分子量聚乙烯制成的膜片焊接帶(11)，膜片焊接帶(11)的一端通過(guò)異形固定架貼在焊縫處，異形固定架一端固定熱風(fēng)槍(10)，熱風(fēng)槍(10)位于膜片焊接帶(11)上端，異形固定架安裝熱風(fēng)槍的一端外壁上安裝可調(diào)架(9)，可調(diào)架(9)上安裝滾輪(2)，異形固定架水平方向一側(cè)與連桿(14)固定，異形固定架水平方向另一側(cè)與絲桿(5)連接，絲桿(5)外周壁上設(shè)置壓緊彈簧(6)，絲桿(5) —端固定壓輪架(19)，壓輪架(19)上安裝壓輪(8)，異形固定架繞管材外周轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滾輪(2)及壓輪(8)均與管材外壁上內(nèi)表面粘結(jié)層熱熔的膜片焊接帶(11)外表面相接觸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的焊接機(jī)，其特征在于異形固定架由至少4個(gè)平面板呈不同角度相互連接構(gòu)成弓形。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的焊接機(jī)，其特征在于異形固定架由平面板及弧面板相互連接構(gòu)成敞口圓狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的焊接機(jī)，其特征在于異形固定架由曲面板構(gòu)成敞口圓狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的焊接機(jī)，其特征在于異形固定架由第一直板(22)、第一斜板(24)、平面板(3)、第二斜板(25)及第二直板(26 )依次相互連接構(gòu)成，可調(diào)架(9 )安裝在第二直板(26 )或第二斜板(25 )上。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的焊接機(jī)，其特征在于膜片焊接帶(11)的寬度是待焊管材壁厚的8-16倍，膜片焊接帶(11)的厚度為2-4. 5毫米，長(zhǎng)度為待焊管材周長(zhǎng)的3-5倍。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的焊接機(jī)，其特征在于可調(diào)架(9)上安裝的滾輪(2)為兩個(gè)，兩個(gè)滾輪(2)上下排列，滾輪(2)的寬度大于膜片焊接帶(11)的寬度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種超高分子量聚乙烯膜片帶熱熔焊接管材的方法及其焊接機(jī)，包括下述步驟①將待連接的管材或普通管材的接頭處磨成斜面；②將兩個(gè)管材接頭對(duì)正后焊絲填平V型槽；③采用角磨機(jī)使焊縫的表面與管材外表面位于同一平面內(nèi)；④將焊接機(jī)套在管材外周；⑤取單面的膜片焊接帶一端牽引至管材焊接縫處，使?jié)L輪壓緊膜片焊接帶一端；⑥打開(kāi)焊接機(jī)上的熱風(fēng)槍?zhuān)虎咿D(zhuǎn)動(dòng)焊接機(jī)，使焊接機(jī)沿管材外周接縫處轉(zhuǎn)動(dòng)。所述焊接機(jī)包括支架，支架上設(shè)置采用超高分子量聚乙烯制成的膜片焊接帶，膜片焊接帶的一端通過(guò)異形固定架貼在焊縫處，異形固定架一端固定熱風(fēng)槍。本發(fā)明能夠快速牢固焊接超高分子量聚乙烯膜片管材接頭及普通聚乙烯管材接頭。
文檔編號(hào)B29C65/10GK103057115SQ20131004760
公開(kāi)日2013年4月24日 申請(qǐng)日期2013年2月6日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月6日
發(fā)明者劉阜東, 牟其善 申請(qǐng)人:劉阜東, 牟其善