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热熔焊接
PE管热熔焊接工艺
一、焊接准备。
热熔焊接施工准备工作如下：
①将与管材规格一致的卡瓦装入机架；
②准备足够的支撑物，保证待焊接管材可与机架中心线处于同一高度，并能方便移动；
③设定加热板温度200～230℃
④接通焊机电源，打开加热板、铣刀和油泵开关并试运行。
二、焊接。
焊接工艺流程如下：
检查管材并清理管端→紧固管材→铣刀铣削管端→检查管端错位和间隙→加热管材并观察最小卷边高度→管材熔接并冷却至规定时间→取出管材。
在焊接过程中，操作人员应参照焊接工艺卡各项参数进行操作，而且在必要时，应根据天气、环境温度等变化对其进行适当调整：
①核对欲焊接管材规格、压力等级是否正确，检查其表面是否有磕、碰、划伤，如伤痕深度超过管材壁厚的10%，应进行局部切除后方可使用；
②用软纸或布蘸酒精清除两管端的油污或异物；
③将欲焊接的管材置于机架卡瓦内，使两端伸出的长度相当（在不影响铣削和加热的情况下尽可能短，宜保持20~30mm），管材机架以外的部分用支撑物托起，使管材轴线与机架中心线处于同一高度，然后用卡瓦紧固好；
④置入铣刀，先打开铣刀电源开关，然后再合拢管材两端，并加以适当的压力，直到两端有连续的切屑出现后（切屑厚度为0.5～10mm，通过调节铣刀片的高度可调节切屑厚度），撤掉压力，略等片刻，再退开活动架，关闭铣刀电源；
⑤取出铣刀，合拢两管端，检查两端对齐情况（管材两端的错位量不能超过壁厚的10%，通过调整管材直线度和松紧卡瓦予以改善；管材两端面间的间隙也不能超过0.3mm（de225mm以下）、0.5mm（de225mm~400mm）、1mm（de400mm以上），如不满足要求，应在此铣削，直到满足要求。
⑥加热板温度达到设定值后，放入机架，施加规定的压力，直到两边最小卷边达到规定高度时，压力减小到规定值（管端两面与加热板之间刚好保持接触，进行吸热），时间达到后，松开活动架，迅速取出加热板，然后合拢两管端，其切换时间尽量缩短，冷却到规定时间后，卸压，松开卡瓦，取出连接完成的管材。
三、焊接工艺参数与焊接直接有关的参数为：
温度、时间、压力。
焊接工艺曲线图表示为焊接过程压力与时间的关系图。
焊接工艺曲线图
壁厚e/mm
加热时的卷边高度h/mm温度（T）：
（210±10）℃吸热压力Pa1：
0.15MPa
吸热时间ta2/Sta2=10×e温度（T）：
（210±10）℃吸热压力Pa2：
0.02MPa
允许最大切换时间tu/S
增压时间tf1/S
焊缝在保压状态下的冷却时间tf2/minPf1=Pf2=0.15MPa
＜4.5
0.5
45
5
5
6
4.5～7
1.0
45～70
5～6
5～6
6～10
7～12
1.5
70～120
6～8
6～8
10～16
12～19
2.0
120～190
8～10
8～11
16～24
19～26
2.5
190～260
10～12
11～14
24～32
26～37
3.0
260～370
12～16
14～19
32～45
37～50
3.5
370～500
16～20
19～25
45～60
50～70
4.0
500～700
20～25
25～35
60～80
Pa厂家提供的对焊压力Pa0拖动压力Pa1卷边压力pa2吸热压力pf1熔接压力pf2冷却压力ta1加热时间Tu切换时间（包括加热板撤出时间）tf1增压时间tf2冷却时间
Pa1=pao+Pa厂家提供的对焊压力pa1=a1*p0/a2a1：
管材截面积p0:
作用于管材上单位面积的力0.15N/MM2a2:
作用于液压缸活塞单位面积的力
Pa2=Pa0+1/10Pa厂家提供的对焊压力
Pf1=pf2=pao+Pa厂家提供的对焊压力溶融的分子在此压力下扩散缠绕结晶
●加热板温度指加热板表面温度，在测量温度时，要考虑环境温度的影响。
热板温度既要保证管材端面迅速熔融，又要保证焊制管件不因温度过高而发生降解。
●卷边压力Pa1作用是对管材进行强制加热，去掉管材端面不平整的部分，使管材端面全部与加热板接触，均匀受热。
管材两边整个圆周都达到铭牌提供的参数高度
●卷边高度卷边高度用于衡量加热压力作用于管材截面的时间，即加压加热的程度。
●吸热压力约为熔融对接压力的1/10，它的作用主要是防止管材回弹，使管材紧贴在加热板上，提高加热效果，减少加热时间。
加热阶段的时间与焊制管件的横截面积、加热板温度、环境温度有关。
一般为管材壁厚*10
熔融对接压力指垂直作用于两个对接面上的压力
四、焊接检验实践证明，聚乙烯燃气管道最容易损坏和泄露的部位，就是管道接口。
工程成功与失败的关键就是管道连接质量的好坏。
多根管道连接、阀门连接尤其重要。
由于阀门连接的特殊性，焊口与地面很难保证充分接触，一直处于不均匀受力状态，而且阀门较重，焊接压力较高，更需重视。
由于目前环众手动焊机调压阀调节范围有限，最低调节压力0.6mpa,现分两种情况说明：
1：
连接单根管道、管件
此种情况下由于拖动压力很小，基本不受外力作用，拖动压力大概0.2mpa，施工中无需测量拖动压力
卷边压力Pa1=Pa厂家提供的对焊压力+0.2mpa
吸热压力由于焊机设计问题，油缸不能保压，将很快下降到零，由于无外力作用，可在此状态一直吸热
熔融对接压力pf1=Pa厂家提供的对焊压力+0.2mpa
冷却压力由于油缸不能保压，此时需通过外接压力表持续加压（最少两分钟），由于外力较小，余下时间靠机架本身压力，直到冷却
2：
连接多根根管道、阀门
拖动压力测试，按常规施工经验估算拖动压力（4根de200一般为0.6-0.8mpa），按动前进按钮的同时，调节调压阀到预定压力，当机架开始缓慢移动2-3cm时，此时压力极即为拖动压力。
调压阀压力不可过大，否则液压缸移动较快，压力值不准。
卷边压力Pa1=Pa厂家提供的对焊压力+Pa0拖动压力，，按动前进按钮的同时，调节调压阀到卷边压力，管材两边整个圆周都达到铭牌提供的参数高度
吸热压力按动前进按钮的同时，调节调压阀向下到Pa0+1/10Pa厂家提供的对焊压力，由于焊机设计问题，油缸不能保压，将很快下降到零，此时借助外接压力表，不断加压。
此条很重要
冷却压力按动前进按钮的同时，调节调压阀到Pa0+Pa厂家提供的对焊压力，由于油缸不能保压，此时需通过外接压力表持续加压，直到冷却。
此条很重要
PE热熔焊接技术的重要点
热熔对接的连接界面是平面，其方法是将两相同的连接界面用热板加热到粘流态后，移开热板，再给连接界面施加一定压力，并在此压力状态下冷却固化，形成牢固的连接。
其主要工艺过程为调整、加热、切换、合缝加压和冷却。
对接时界面上处于粘流态的材料有流动也有扩散，流动太大不利于扩散和缠结，所以要把流动限制一定范围，在有限的流动中实现“熔后焊接”。
因此，对接工艺的关键是要在对接过程中调整好温度、时间、压力三参数，要把连接界面材料的性能、应力状况、几何形态以及环境条件等因素一起考虑，才能实现可靠的熔焊，要根据一般的规律和各自采用材料的
特性进行试验，评价熔接质量，达到系统标准后，确定各品种规格的工艺规程，按规定的工艺参数方法和步骤进行焊制管件的生产和现场安装施工。
热熔对接的几个重要工艺参数
●加热板温度指加热板表面温度，一般用表面温度计测量。
在测量温度时，要考虑环境温度的影响。
（设备已考虑的除外）热板温度既要保证管材端面迅速熔融，又要保证焊制管件不因温度过高而发生降解。
●焊接压力加压加热压力与熔融对接压力相当。
作用是对管材进行强制加热，去掉管材端面不平整的部分，使管材端面全部与加热板接触，均匀受热。
●卷边高度卷边高度用于衡量加热压力作用于管材截面的时间，即加压加热的程度。
●吸热压力约为熔融对接压力的1/10，它的作用主要是防止管材回弹，使管材紧贴在加热板上，提高加热效果，减少加热时间。
加热阶段的时间与焊制管件的横截面积、加
热板温度、环境温度有关。
熔融对接压力指垂直作用于两个对接面上的压力。
其主要与熔融对接部分的面积、焊机油缸面积、焊制管件的材料有关：
一般按下式计算：
P对接焊压力=KS管截面积/S油缸活塞总有效面积
式中K——与材料有关的压力系数。
S管截面积=л（dn-en）en单位为cm2
dn——管材外径，单位为cm
en——管材壁厚，单位为cm
S油缸活塞总有效面积——在该焊机的使用说明书上可查到。
计算出来的压力在实际操作过程中要进行适实调整，并要将机器自身移动所需的压力或塑料管材较长时牵引所需压力考虑进去。
●熔融对接时间指保持熔融对接压力的时间，主要与管材的壁厚即熔融对接面积有关。
●切换周期热板熔融对焊的主要过程为加热过程和焊制过程。
这两个过程以热板的切换从时间上分开。
切换时间过长，熔化的端面在相互接触之前将因冷却而形成一层“冷皮”，不利于分子链的扩散。
工艺步骤：
材料准备用于焊制管件的管材的圆度应高于标准值，下料时要留出10-20mm的切削余量。
用于管道连接时应将两待焊管材置于平坦的地面夹紧管材根据所焊制的管件更换基本夹具，选择合适的卡瓦，切削前必须将所焊管段夹紧。
切削切削所焊管段端面的杂质和氧化层，保证两对接端面平整、光洁。
对中两对焊管段的错边应越小越好，如果错边大，会导致应力集中，错边不应超过壁厚的10%。
加热保证有足够的熔融料，以备熔融对接时分子相互扩散。
切换从加热结束到熔融对接开始这段时间为切换周期，为保证熔融对接质量，切换周期越短越好。
熔融对接是焊接的关键，熔融对接过程应始终处于熔融压力之下进行。
冷却由于塑料材料导热性差，冷却速度相应缓慢。
焊缝材料的收缩、结构的形成过程在长时间内以缓慢的速度进行。
因此，焊缝的冷却必须在一定的压力下进行。
（end）
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PE管热熔焊接兼容性分析
热熔焊接的基础理论
热熔焊接是焊接部件表面与热板接触热熔后，变成粘滞的流体，将熔融的表面压在一起，聚合物分子在热及压力的作用下运动，相互穿插盘绕，产生范德华作用力，冷却后形成坚固的焊接面，分子之间没有产生化学连接键，焊接强度取决于焊接面之间的相互穿插盘绕程度。
如图1所示。
为了对热熔焊接有更深入的认识，我们首先了解以下理论：
1.1粘合理论
这个理论强调的是相互焊接的两种聚合物之间具有零或近乎零的表面接触能量的重要性。
两种完全相同的聚合物相焊接是最好的情况，如相同牌号的聚乙烯之间的焊接。
一些杂质和添加剂或不同牌号则可能会影响焊接质量，依据此理论，选择相同材料的管材进行焊接是最佳的选择。
1.2分子扩散缠绕理论
两种相容的高分子材料，加热到一定温度，使大分子得到能量和空间。
由于分子的热运动，并在得到的外力作用下，强制的彼此流动进行迁移、扩散，相互缠绕，随着温度的下降开始结晶，得到一定的结晶度则达到理想的焊接目的。
因此两种材料的相容性越好，则扩散越充分，连接性越好。
1.3流动过程理论
该理论强调了焊接压力的重要性，指出焊接强度随焊接压力的升高而提高，直到焊接强度达到一个曲线的平稳段，几乎不再受压力的影响。
根据以
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