среда, 5 октября 2016 г.

Welding vs. Gluing Перевод

Источник: http://www.jpwinc.com/pages/faq-weldingvsglueing.html

В порядке изучения технологии сварки ТПУ перевел статью. Факты изложены верно, однако общий тон говорит о чисто рекламном характере. Стоит держать это в голове при чтении этого текста. 




Welding vs. Gluing
Сварка и склеивание

Why is welding better for inflatable manufacture than gluing?
Почему при создании надувных конструкций сварка лучше склейки?
Сварка лучше, так как срок годности шва не ограничен. Клеевое соединение может "устать" и ослабнуть. Процесс сварки соединяет слои непосредственно друг с другом без какой либо адгезивной прослойки. Сварной шов лучше выдерживает разрывные нагрузки, чем ткань основы. Клеевой шов тоже, но до тех пор, пока клей не "устанет". Усталость клеевого соединения вызвана миграцией пластификатора (возможно, здесь имеется в виду миграция пластификатора под воздействием растворителя, входящего в состав клея - прим. перев.). Пластификатор отвечает за защиту ламината от воздействия УФ лучей. Вот почему лодки из ПВХ могут длительное время выдерживать УФ излучение и вот почему клей может ослабнуть. Процесс миграции усиливается теплом и влажностью. Так что, если вы оставите лодку в сарае на мексиканском пляже  или на крыльце дома в Хьюстоне, то какая-нибудь деталь может отклеиться с одинаковой вероятностью. Однако, если ваш склеенный рафт используется на Аляске, то высока вероятность того, что никаких проблем не будет. За 30 лет в бизнесе мы видели много и того, и другого. Итак. почему же сваренные лодки живут дольше? Они не расклеиваются. Поверьте, мы часто ремонтировали клеевые соединения, поврежденные в различных обстоятельствах и знаем, о чем говорим.




Свойства тканей, используемых в производстве надувных лодок.
Вопреки всяким статьям (фу, антинаучно - прим.перев.), ткани с пластиковым покрытием (видимо, имеютс в виду термопласты - полимерные материалы, способные при нагревании переходить в высокоэластичное или вязкое состояние, причем переходы обратимы и могут повторяться многократно - прим. перев.) выдерживают нагрузки не хуже других тканей с покрытием. Пластик - это то, чем покрыты лодочные ткани и то, из чего состоят сами нити. Некоторый пластики являются термопластичными, некоторые - термоформируемыми. 
Полиэстер, используемый нами в тканой основе, это термоформируемый пластик, который плохо тянется, а Нейлон является термопластичным и поэтому тянется несколько больше (и поэтому неопрен покрывают в основном нейлоном).  Хайпалон и неопрен - ткани, покрытые термоформируемыми пластиками (неопрен - не coated fabric. Неопрен - это вспененный искусственный каучук, ламинированный тканью, так что тут какая-то дичь (ТМ)  прим. перев. АПД существует неопрен, покрытый полиуретаном. Также для гидрокостюмов и велобахил используется покрытый полиуретаном флис). Хайпалон можно варить только в течение короткого срока после изготовления. Как правило, это несколько часов, иногда - несколько дней. Некоторый виды хайпалона, используемые в кровельных работах, можно варить, но только в соответствии со строго определенной технологией. В невулканизированном виде неопрен мягок, как латекс, но со временем твердеет. Я предпочитаю использовать именно его для ремонта изделий из неопрена или хайпалона, потому что его проще подготовить к поклейке. Когда неопрен нагревается, он становится термоформируемым пластиков.  никогда не пробовал варить его, но подозреваю, что он, будучи вулканизированным материалом, не сохранит свою форму и свойства. А если один кусок невулканизированного неопрена положить на другой, то через какое-то время они приварятся друг к другу. В силу своих свойств, термоформируемые пластики имеют лучшую адгезию в сухом состоянии. Лучший тому пример - неопреновые конвейерные ленты для горно промышленности. Вода делает его менее гладким и руда царапает его гораздо сильнее. Термопластики же варятся, будучи мокрыми, т.к. для сварки нужно только расплавить поверхности и адгезивные характеристики тут роли не играют. Однако это свойство делает их менее устойчивыми к нагреву - тепло или трение могут их расплавить. К тому же вода для них работает как смазка, поэтому во влажных условиях они оказываются прочнее термоформируемого покрытия. 

Слово пластик означает, что материал обладает определенными качествами.  В первую очередь - способность деформироваться под нагрузкой. Термопластичные пластики деформируются сильнее, нежели термоформируемые. Это не очень важно в случае, когда они работают как покрытие. Но это имеет значение для самой ткани. Нейлон (ТП) тянется больше и имеет немного большую прочность на разрыв. Полиэстер (ТФ) тянется хуже, и, соответственно, требует меньшего давления в бортах лодки. Прочность на раздыв также зависит от толщины тканой основы. Следовательно, полиэстеровая ткань может оказаться прочнее нейлоновой. Технология покрытия ткани шагнула далеко за последние 5 лет. Большинство термопластов приобрели лучшую, чем у ТФ пластиков, адгезию к тканой основе. Теперь тканая основа одновременно пропитывается и ламинируется. Такие ткани долговечны и отлично держат давление. Теперь деламинация и ухудшение газодержащих свойств встречаются гораздо реже.  

СВАРКА
Всего существует два способа сварки материалов с термопластичным покрытием - Токи высокой частоти (зацените ТВЧ станок) и сварка горячим воздухом (пример приваривания ленты на деталь). В ходе обоих процессов свариваемые поверхности нагреваются и соединяются под давлением.
У ТВЧ станка есть большой по площади пресс , который создает давление на материал. Под прессом находится стол, на котором раскладывается материал. Матрица задает области которые будут сварены. Пресс прижимает матрицу к столу, микроволны нагревают материал в местах прилегания матрицы к столу. Сварка происходит почти мгновенно. 

В ходе сварки горячим воздухом струя горячего воздуха прогревает ткань там, где она должна быть сварена. Сопло расположено между двумя роликами, которые продвигают материал через станок. Давление. создаваемое роликами и горячий воздух сваривают поверхности. Сварка происходит быстро. На таком станке можно соединять различные детали, например, борта надувных лодок. В ТВЧ же можно засунуть только плоские. Этот процесс в принципе менее сложен, чем ТВЧ-сварка, но оператору станка нужно знать ряд правил для того, чтобы все работало как надо.  

The Gluing Process
Поклейка

Процесс поклейки состоит из трех частей - подготовка, нанесение клея, соединение склеиваемых поверхностей. Соответственно, в этом процессе задействовано на 2 операции больше, чем при сварке. На качество склейки влияет то, насколько хорошо были подготовлены поверхности, адгезивность самого материала, а также влажность и температура воздуха. Клеить можно несколько деталей одновременно - это единственный способ оптимизировать процесс. Из-за довольно большого количества операций возрастает риск ошибки поклейщика. Соответственно, из-за большой  продолжительности процесса и необходимости тщательно контролировать все операции, стоимость конечного продукта возрастает. Больше информации о поклейке можно найти на нашем сайте, не вижу смысла приводить их тут.


Which is better?
Что же лучше?

Очевидно, что снижение количества операция означает снижение вероятности ошибки работника. На нашем производстве мы используем обе технологии. Однако, мы не используем клей для создания надувных емкостей, а все полукольца привариваются ТВЧ еще с 1999 г. Так что, если клеевое соединение разрушается, то это не влияет на плавучесть и функциональность лодки. Стоит признать, что не все детали можно приварить аккуратно. К нам крайне редко обращаются за гарантийным ремонтом клеевых соединений и почти никогда за ремонтом сварных. Ведь при сварке поверности сплавляются друг с другом, минуя клеевой слой. Также становится неважным параметр адгезивности поверхности. Таким образом, прочностные характеристики материалов не изменяются. Добавьте к этому преимущество в виде меньших трудозатрат и тогда сварка станет крайне привлекательной технологией. Мы постоянно ищем способы окончательно избавиться от клеевых соединений в наших изделиях по причине большей надежности и меньшей цены сварки.

Комментарий переводчика.

В начале статьи я писал, что не стоит забывать, что статья носит рекламный характер.
В первую очередь это касается всего, что связано с поклейкой. Например, в статье упоминаются самостоятельно отклеивающиеся детали. В основном это происхоит в том случае, когда в клей не был добавлен Desmodur  (R). Это высокотоксичное вещество, повышающее адгезию, долговечность и термостойкость клея. Проще говоря, desmodur делает почти невозможной повторную активацию клея.
Я сейчас работаю в конторе, которая занимается производством рафтов лет 15. Случаев расклеивания швов у нас не было.
В настоящий момент наши рафты частично варятся.
Вообще, сварка действительно выгоднее по всем параметрам. Для меня как для аллергика важно и то, что при сварке ПВХ выброс токсичных веществ намного меньше, чем при поклейке. Сварка ТПУ вообще не токсична.

Комментариев нет:

Отправка комментария