[发明专利]一种PE热熔管件快速焊接工艺

说明书

技术领域

本发明涉及PE管道系统技术领域，尤其涉及一种PE热熔管件快速焊接工艺。

背景技术

近年来国家大力推广化学建材，聚乙烯作为一种工程树脂得到了最广泛的应用，特别是聚乙烯压力管材管件随着化学树脂合成技术更深入的研究和提高，日益表现出优良的物理力学性能和巨大的社会经济价值，被广泛用于燃气输送、给水、排污、农业灌溉、矿山细颗粒固体输送，以及油田、化工和邮电通讯等领域。热熔焊制管件作为聚乙烯压力给水管道一种主要连接形式的管件被大量采用，在应用过程中，人们不断地对其工艺控制和应用方法进行探索和研究，积累了大量的经验。

聚乙烯是一种具有半结晶的热塑性高分子聚合物，具有非极性的长链分子结构，分子之间相互缠绕和贯穿，具有非常典型的玻璃态、高弹态、粘流态三个物态区间。热熔焊制连接充分运用扩散原理，在晶体的融熔温度附近，聚乙烯分子吸收足够的能量导致其剧烈运动，在外力的作用下，熔融界面的分子相互渗透和缠绕，进行分子链的物理重组和再结晶。

聚乙烯管道系统由管材和管件共同组成，管件是连接管材的枢纽，在管道系统中起到桥梁作用。管材与管件热熔对接焊质量的好坏直接影响到整个管道系统的运行状况的优劣，而影响管材管件热熔对接焊有两方面的原因，一是材料本身的性能；二是焊接工艺（如加热板温度、焊接压力、加热时间、冷却时间等）。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种操作时间短、焊接接头性能高、工作效率高的PE热熔管件快速焊接工艺。

为解决上述问题，本发明所述的一种PE热熔管件快速焊接工艺，包括以下步骤：

⑴将与待焊接的PE热熔对接管件规格一致的卡瓦装入机架；

⑵设定加热板温度为200~220℃；

⑶接通热熔机电源，打开加热板、铣刀和油泵开关并试运行；

⑷将两个待焊接的PE热熔对接管件的管口按常规方法进行预处理后，置于所述机架卡瓦内，且两端伸出的长度相等，并使所述待焊接的PE热熔对接管件与机架中心线处于同一高度，然后用所述卡瓦紧固；

⑸置入铣刀，先打开铣刀电源开关，然后再合拢所述待焊接的PE热熔对接管件两端，并施加0.12~0.15 MPa的压力，直到两端有连续的切屑出现后，撤掉压力，再退开活动架，关闭所述铣刀电源；

⑹取出所述铣刀，合拢两个所述待焊接的PE热熔对接管件管端至设计要求；

⑺加热板预热15~25 s，使其温度升至200~220℃，在该温度下对管材和所述待焊接的PE热熔对接管件对接面进行熔融，历时110~140 s；对接面熔融完毕后，在4 s内移除加热板，在焊接压力为0.14~0.16 MPa的条件下熔接3~8 min，最后冷却8~15 min卸压，松开卡瓦，取出连接完成的管材即可。

所述PE热熔对接管件是指40~60 phr的挤出级PE100、40~60 phr的注塑级PE100、0.6~0.9 phr的硅酮母粒和2~4 phr的聚乙烯黑色母粒混合均匀后，送入单螺杆挤出造粒机中，在第一段温度为165~175℃、第二段温度为180~190℃、第三段温度为190~200℃、第四段温度为205~210℃、机头温度为200~210℃的条件下进行造粒，得到粒状原料；设定注塑机温度,使其第一段温度为185~220℃、第二段温度为190~230℃、第三段温度为175~200℃、第四段温度为190~200℃、第五段温度为195~210℃，待加热温度达到设定值时恒温1 h后，按常规方法对所述粒状原料进行注塑、开模即得。

所述硅酮母粒由分子量为150万聚硅氧烷和注塑级PE100树脂载体按等质量混合均匀而成。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、由于本发明中采用挤出级PE100和注塑级PE100复配，提高了系带分子的含量，而系带分子之间可形成物理交联的系带分子网络，因此，管材管件焊接接头拉伸性能得到了提高（如表1所示）；同时，焊接时间比同类产品快13分钟左右。

表1 拉伸强度对比表

2、由于本发明中挤出级PE100的加入，即提高了系带分子的含量，又起到成核剂的作用，从而加快了结晶速率，因此，可提管道系统铺设的工作效率高。

3、由于我国绝大多数注塑级PE100需进口来满足国内需求，价格高昂，供货不及时，给我国市场造成了巨大的冲击，因此，本发明的应用可降低热熔管件成本，缓解我国注塑级PE100极为紧缺的现状。

具体实施方式

一种PE热熔管件快速焊接工艺，包括以下步骤：