聚乙烯管道的焊接技术及其评价方法

浅析聚乙烯管道的焊接技术及其评价方法

摘要：聚乙烯管道由于具有经济适用、节能环保且耐腐蚀等特质，被广泛应用于气、液、的特殊物质的运输。近年来，聚乙烯管道的应用引起了国内外专家学者的广泛关注，所以聚乙烯管道将会成为大力推广的新型建筑材料。文章介绍了聚乙烯管道的焊接技术以及聚乙烯管道焊接技术的评价方法。

关键词：聚乙烯管道；焊接；评价方法

目前，塑料管道中应用比较广泛的主要以pvc-u和聚乙烯塑料管道为主，随着聚乙烯管道技术不断进步使其在燃气等领域的应用越来越多，可见，聚乙烯管道具备广泛的发展空间。所以下面我们要对聚乙烯管道焊接技术——热熔焊接技术极其评价方法进行简单的介绍。

1 聚乙烯管道焊接分类

目前，在聚乙烯管道焊接方法中热熔焊接和电容焊接是聚乙烯管道两种常见的焊接方式，其中热熔焊接的应用较为广泛。

电容焊接主要是把高电阻的金属丝提前放入塑料管内壁，连接好后进行通电，金属丝的热量融化周围塑料，逐渐彼此融合，待到冷却后成为一个整体，形成焊接。在国外一些发达国家，聚乙烯管道焊接技术非常成熟。上个世纪80年代，美国的ray-chem公司把具有正温度系数效应并且混有炭黑的聚乙烯树脂作为电容焊接的连接件，导入电流，进行了成功的试验，但是至今也没有大范围的应用。20世纪90年代初，美国研究者用金属丝进行焊接试验，虽然

可以很好地控制焊接温度，但是也未能实现聚乙烯焊接管管道的商业化使用。如今，最常用的电容焊接技术是把电阻丝嵌入到塑料管道中，通入电流加热到熔融状态，国际上大多数厂家具使用此种方法进行焊接。

热熔焊接主要是把两个焊接表面紧密贴合在一起放置在加热工

具上，加热到一定温度后，进入到熔融状态，再在压力的作用下把两个熔融的端面紧密精确地贴合在一起，在冷却之前一致保持压力作用在端面上，使管道焊接成一体；上述两种聚乙烯管道焊接方式对尺寸的要求各不一样，各有优势和弊端，热熔焊接非常容易出现空洞、裂纹等缺陷；而电容焊接虽然操作相对简单、安全可靠，但是其成本和技术要求相对比较高，而且经常出现杂志、冷焊等缺陷。聚乙烯管道热熔焊接较为常用.所以下面主要对热熔焊接技术进行介绍。

2 热熔焊接技术

2.1 焊接过程

热熔焊接是通过热熔加热焊机使管道端面熔融，然后将其贴合，施加一定的压力，冷却后形成一个整体。各种尺寸的聚乙烯管都可以采用热熔对接方式进行焊接，这种方法不仅安全可靠，还节约成本。对接焊主要有装夹管材元件、铣削焊接面、施动压力的测量和检查、加热和拆卸管道元件六个步骤组成。

2.2 热熔焊接质量控制过程

2.2.1 焊接温度的控制

作为影响聚乙烯管道热熔焊接质量的关键因素之一，温度的影响不可忽视，一般来说，焊机温度要保持控制在200-235℃之间，在这个温度范围之内，管道焊接的质量随温度升高而增强，但是必须在此温度范围的前提之下，若温度过高，会产生卷边尺寸偏大或者聚乙烯材料发生热氧化等不良现象，所以在温度方面一定要严格控制。

2.2.2 时间和压力的控制

在进行管道焊接时，时间和压力的设定对焊接质量的影响十分重大。所以要根据相关规定对加热时间，施加压力大小和冷却时间进行严格控制和设定。热熔焊接时施加一定的压力，并保持在此压力下一段时间后，两个熔接平面坚固地结合在一起。由于聚乙烯的导热性能较差，所以冷却速度较慢，因此焊缝的冷却过程必须伴随着持续的压力作用，并且在冷却过程中，不能对焊件施加外力使其移动，影响焊接质量。

2.2.3 对加热板的要求

作为热熔对接焊机的核心，加热板的导热性、耐腐蚀性等都有严格的要求，加热板表面的温度要控制在一定的范围内，且加热板的温度要均匀。为使加热板表面清洁，在加热板上涂上厚度为30-50纳米的四氯乙烯薄膜，以免塑料粘附在加热板上。

2.2.4 接头的检验

首先做好连接接头的焊接数据记录检查，接着检查连接接头是否对称规则，然后以10%的比例对抽样焊口进行检查。检查的内容主

要有接头有无气孔、鼓泡、裂纹等现象，翻边是否出现杂质、孔隙和损坏现象。接着对接头进行破坏性试验，抽取5%的接头，把接头割成若干条，检查其内部的融合情况。若果在抽样检测时发现一件不合格品就要加倍对同批焊缝进行抽检，如果再次被检测出不合格品，为了确保品质，则同批焊缝要进行全部检查。

3 聚乙烯管道焊接质量的评价

聚乙烯管道的优良特性得到了广泛的认可，所以目前在世界范围内聚乙烯管道的应用非常广泛。通常在聚乙烯的焊接过程中经常出现焊接缺陷，例如气孔等缺陷的存在都会影响焊接质量，所以焊接后的焊接质量检测和评价起着十分重要的作用。在聚乙烯管道焊接过程中难免会出现如气孔、错边等焊接缺陷，所以对聚乙烯管道焊接质量的评价是十分必要的。

3.1 破坏性焊接性能评价

目前，最常用的焊接性能评价方法为拉伸试验，其断裂焊接因子通常作为焊接性能的评价结果，但是在实践中发现，在脆性破坏时焊接因子依旧很高，所以这种评价方式是不科学的；还有的学者把拉伸断裂能作为评价依据，来评价污染物对焊机质量的影响，但是这些研究都没有明确提出合格焊接的拉伸强度的具体要求。在焊接性能的评价方法中，弯曲试验成为国内外学者们共同关注的焊接性能评价方式，它是指三点弯曲，在实验过程中需要记录破坏获裂纹现象和角度。

3.2 非破坏性焊接性能评价方法

随着科技的不断进步发展，x光摄片和超声波等无损探伤方法称为聚乙烯焊接接头的重要检测方法。x光摄片主要是根据x射线透过制件后投射在照相胶片上的辐射强度来确定材料结构。根据观察照片上的差异来检查出焊缝内部存在的缺陷。超声波检测法主要是以超声波的反射和它在介质分界面上各种不同性质的折射为依据，来反映材料结构中的裂痕和其他缺陷，如充气、杂质、过热变形等。

4 结束语

聚乙烯管道的焊接技术极其评价方法是近年来许多专家学者研

究的重点问题，我相信，随着科技的不断进步，聚乙烯管道的焊接技术也会产生较大的飞跃，大量实际应用的焊接技术和评价方法会不断涌现，以满足经济的发展和人们日益提高的生活水平。

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