​非技术管道热风焊技术与工艺

非技术管道热风焊技术与工艺

在塑料焊接的发展和应用中，热风焊方法历史最长，应用广泛，塑料的热风焊类似于金属的氧乙炔焊，只不过后者用明火加热金属和焊接材料，前者用热气流加热塑料和塑料填充材料。热风焊的应用成本低，并且能适应多种不同形式的热塑性塑料焊接。热风焊利用焊枪中的热气流对塑料母材进行加热，同时对塑料填充材料进行加热，当材料表面发生软化时，将填充塑料连续施加压力送进到焊缝中，从而实现塑料件之间的连接。

一、热风焊的特点

热风焊的特点主要有：需要有专用的电加热手焊枪；焊接前要对焊枪的温度进行测量；由于手工操作，对操作人员的要求比较高，质量不好控制，操作人员在焊接前要注意压力的控制；需要相同牌号、相同材质的填充材料；首次进行焊接的塑料和填充材料，要进行焊接试验验证，以获得满足焊接质量的焊接工艺；易受人为因素影响，操作人员需进行专门培训，具有一定的经验；设备费用低；可用于不同品种塑料和不同结构塑料制品的连接。

二、热风焊的分类和操作过程

非金属特种设备使用的聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等塑料都可以用热风焊进行连接，热风焊主要分为热风摆动焊、热风嵌入焊、热风搭接焊等。

热风摆动焊是利用加热的风摆动焊枪喷口，加热焊接材料和母材，使得母材和焊接材料都达到熔融后，焊工对焊条施加垂直的顶紧力，使得焊材与母材融合，冷却后形成焊缝，如图5-7a所示。

热风嵌入焊是焊条先被引进焊枪头部，利用一部分热风加热焊接材料，另一部分热风加热母材，使得母材和焊接材料被加热塑化，自然熔嵌进焊缝，通过焊枪头的设计或专用工具，可以根据焊缝的形式，手动施加焊接所需要的压力，如图5-7b所示。

热风搭接焊是用热风对塑料的搭接缝隙进行加热，并用手或机械装置对焊接区施加压力，从而实现连接，热风搭接焊一般不需要焊接材料，如图5-7c所示。

热风焊所用的焊枪分为手持圆嘴焊枪和快速焊枪。手持圆嘴焊枪内装有电加热丝对焊接气体进行加热，焊接气体在流经电加热丝的管道时被加热到所要求的热气温度，然后由圆嘴喷出，如图5-8所示，控制焊枪的运动和位置即可进行焊接。焊接压力一般通过焊条自身的刚度或通过压轮等手段传递至焊接区。改换喷嘴可以把手焊枪装配成快速焊枪，快速焊枪的喷头内部对热气作了分流，一部分热气被用来加热母材，另一部分热气则用来加热焊接材料。快速焊枪的喷头通常具有与焊缝相适应的形状，以便能向焊缝施加焊接压力，如图5-9所示。快速热气焊枪一般由机械操纵，焊接时，焊枪恒速前进，喷嘴压力保持不变。

热风焊的操作过程如下：

(1)焊接前母材准备根据材料的种类、厚度和接头形式等设计坡口的形状，机加工坡口，清洁待焊区域的表面，去除材料表面的杂质、脏物、氧化层等影响焊接质量的因素。

(2)焊接材料的准备根据产品母材的塑料种类选择合适的焊接材料。

(3)焊枪准备热气焊过程中作为焊接热的气体必须去油、去水分，然后在一定的压力下通入焊枪，将焊枪加热。根据相关的标准选择合适的焊接参数，设定焊枪的温度，设定温度时，要考虑焊接时周围的环境温度。测量焊枪出口热风的温度和气流的速度，以符合标准的要求。

(4)加热焊枪的热风温度和气流速度达到设定要求后，即可以加热母材和焊接材料。

(5)施加压力加热一段时间后，母材和焊接材料开始熔融，熔融区域达到要求的尺寸，焊接操作人员就可以对焊接材料在垂直方向施加规定的压力，由于受外力的作用，焊接材料和母材在界面处开始相互扩散，进入对方的熔融区，最后分子间到达缠接。

(6)冷却熔融扩散连接完成后，焊接部位的材料需要冷却并重新固化定型，在冷却过程中，不可以移动焊接构件，不可以拆除工装夹具，尽量避免焊接构件受外力的作用。控制冷却速度，以保证焊缝的质量。

(7)焊接结束根据需要打开夹具，焊接完成，进行检查。

三、热风焊的坡口形式

热风焊接头的形式多种多样，如图5-10和图5-11所示。图中dp为用于盖面焊的焊条直径，dw为用于打底焊的焊条直径，dg为用于封底焊的焊条直径。焊接坡口由切削加工制

成，切削加工后的表面以及焊条必须保持清洁，不被污染。对焊接表面作脱脂去污处理时，不得进行可导致塑料溶解或膨胀的处理。热风焊一般在水平位置进行，焊条应紧顶在焊道坡口的焊接表面上，然后用热风均匀地对其及母材加热，直至熔融焊合。

四、热风焊参数

热风焊参数主要是焊接温度、焊接压力、焊接速度和热风风量。热风焊的焊接温度一般在200~320℃,该温度范围是通常的推荐温度。当冬天在北方野外施工或夏天在南方室内施工时，该温度要分别升高或降低来加以修正，修正范围或系数由焊工根据实际条件或经验确定，在冬天北方野外施工，应采取保护措施，如设置帐篷、焊接处加保温措施等。焊接速度根据焊条直径和喷嘴直径进行选择，一般焊接速度为150～250mm/min,热风风量一般是40~50I/min,焊接压力根据焊条直径和母材的材料种类来选择。表5-6是热风焊推荐焊接参数。

五、热风焊施工环节注意事项

在热风焊施工环节中应注意以下事项：

1)不同种类塑料的焊接性不同，因此操作人员初次焊接或使用新材料焊接时，必须进行焊接试验，以确定正确的焊接工艺。

2)根据母材的种类和规格，确定填充材料的种类、牌号、规格，以满足相关要求。

3)根据母材的厚度、接头形式确定焊缝的形式和焊缝道数。

4)控制焊接温度，每次焊接前都要测量焊接温度，同时还要考虑周围环境温度的影响，对于有温度显示的焊枪，需要对温度表进行定期的检定和检验。

5)焊接压力施加的方向，要始终与焊接方向垂直。

6)焊接速度要保持均匀，并符合相关规定。

7)必须同时加热焊接材料和母材。

8)清理材料表面的杂质，保证待焊塑料和焊条的表面清洁、干燥。

9)对于快速焊枪，焊条插入风嘴从底部伸出之后，不能立刻进行焊接，否则会造成冷焊，风嘴底部必须始终处于两母材的中间，不能偏向某一母材。