جوش پلاستیک یکی از روشهای اتصال پلاستیکها به یکدیگر می باشد که این فرآیند ، کاربردهای متنوع و زیادی در صنایع مختلف دارد .
بطور کلی پلاستیکها به براساس ساختارشان به دو دسته مختلف تقسیم می شوند ترموپلاستها و ترموستها.
ترموپلاستیک (Thermoplastic) یا گرمانرم به پلیمرهایی گفته میشود که با افزایش دما بدون تغییر شیمیایی ذوب میشوند.
این پلیمرها را میتوان به دفعات ذوب و دوباره جامد نمود بعبارتی دیگر می توان آن ها را به دفعات تغییر شکل داد .یعنی هر بار در مقابل حرارت ، نرم و ذوب می شوند ،ولی با دور کردن حرارت ،دوباره سرد شده و منجمد می گردند خاصیتی که باعث می شود بتوان آنها را با همجنس خود با جوشکاری به متصل نمود.
این مواد شامل کریلونیتریل، بوتادین، استایرن ( ABS )، پلی آمیدها، پلی اتر اتر کتون ( PEEK )، پلی اتیلن ( PE )، پلی اتیلن ترفتالات (PET) ، پلی اتیلن وینیل استات (EVA) ، پلی اتیلن وینیل الکل (EVOH) ، پلی استال ( POM )، پلی استایرن (PS) ، پلی بوتیلن ( PB )، پلی بوتیلن ترفتالات (PBT) ، پلی پروپیلن (PP) ، پلی تترا فلوئورو اتیلن (PTFE) ، پلی لاکتیک اسید ( PLA )، پلی متیل متاکریلات ( PMMA )، پلی وینیل استات ( PVA )، پلی وینیل الکل (PVAl )، پلی وینیل کلرید(PVC). پلی وینیلیدن کلرید (PVDC)، سلولز استات و پلی کربنات (PC ) می باشند.

ترموست (Themoset) یا گرماسخت به پلیمرهایی گفته میشود که در اثر اعمال حرارت در آنها پیوندهای عرضی با واکنشهای شیمیایی ایجاد میشود و در نتیجه وزن مولکولی متوسط آنها بالا رفته و به حالت یکپارچه صلب درمیآیند، یعنی پس از پخت و شکلپذیری دیگر با استفاده از گرما نمیتوان شکل
آن ها را تغییر داد.
ترموستها دارای سختی، مقاومت بالا در برابر گرما و حلالهای شیمیایی و همچنین مقاومت الکتریکی بالایی هستند. ترموستها شامل سیلیکونها، پلی استرها، فنولیکها هستند مانند ملامین ها، پلی استرها و اپوکسیها و برخلاف ترموپلاستها پس از سخت شدن قابلیت جوشکاری ندارند. الاستومر(  ELastomer)  یا لاستیکه، نوع دیگری از پلیمرهای ترموست هستند که قابلیت ارتجاعی زیادی دارند و در اثر نیروهای خارجی تغییر شکل پیدا میکنند و بعد از حذف نیرو دوباره به حالت اول بر می گردند. الا ستومرها در اثر گرما نرم میشوند ولی به حالت مایع در نمی ا یٓند. الا ستومرها از نظر شیمیایی در مقابل اسیدهای معدنی رقیق، قلیاها و نمکها مقاوم هستند.
با توجه به تنوع مختلف پلاستیکها اتصال آنها به یکیدیگر نیز روشهای مختلفی دارد. لذا فرآنیدهای جوش پلیمرها و بطور خاص ترموپلاستیکها در صنعت در سه گروه مختلف طبقه بندی می شود که عبارتند از جوشکاری حرارتی (هوای گرم)، مکانیکی، و الکترومگنتیک .
حال برحسب نوع بکارگیری هوای گرم، فرآیند حرارتی برای جوشکاری خارجی و از فرآیند های مکانیکی و الکترمگنتیک در جوشکاری داخلی پلاستیکها استفاده میشود

جوشکاری پلاستیک به وسیله هوای داغ

زمانی که از روش گرمایشی خارجی استفاده می شود ، به آن تکنیک هوای داغ می گویند که یکی از پرکاربردترین متدهای جوشکاری پلاستیکها می باشد. مهمترین ابزارهای مورد استفاده در این فرآیند دمنده های هوای گرم یا سشوارهای صنعتی اوارپلاست (که با اسامی دیگری مثل اتو پرس هم در بازار نامیده میشوند) و نازل جوشکاری می باشند.


در این فرآیند جوشکاری ، از گاز گرم شده که معمولا هوای داغ می باشد، برای ذوب یا نرم شدن سیم یا مفتول جوش (rod Filler ) و قطعات جوشکاری استفاده می شود. فشار مورد نیاز بصورت دستی( Manually ) بر روی مفتول جوش ، یا از طریق نازل جوشکاری ، با دست تأمین می شود. در واقع ترکیب گرما و فشار باعث می شود تا مفتول جوش و مواد ترموپلاست همجنس به هم متصل شوند.
در این روش رسیدن به استحکام جوش تا ۹۰ ٪ از مقاومت مواد همجنس امکان پذیر است. اپراتور باید از سرعت جابجایی ابزار در طی مسیر جوش اطمینان داشته باشد، زیرا جوش مطمئن از گرم شدن یکنواخت سطوح بدست می آید. نکته خیلی مهم در این فرآیند همسان بودن مفتول جوش و قطعات مورد جوشکاری می باشند که باید ترموپلاستیک، و همجنس ( با گرید یکسان)یا از خود قطعه مورد جوشکاری ساخته شده باشند تا کیفیت ایده ال بدست آید. بنابراین بطورکلی فرآیند جوشکاری پلاستیک ها (جوش ترموپلاستیکها) با استفاده از هوای داغ شامل سه مرحله یعنی آمادهسازی سطح، اعمال گرما و فشار، و در آخر که سرد کردن محل جوش می باشد که در ذیل به شرح آن می پردازیم.

نکات ایمنی :

۱ - بهتر است در محیط بیرون و یا محیطی که دارای سیستم تهویه هوا است کار کنید. همچنین توجه داشته باشید محیط کار باید عاردی از هرگونه گرد و خاک باشد .
۲ - استفاده از ماسک و عینک برای جلوگیری از استشمام بو و یا بخار حاصل از جوشکاری و نیز بمنظور حفاظت از صدمه خوردن به چشم الزامی می باشد.(البته باید خاطر نشان کرد که سشوارها یا دمنده های و هوای گرم جوشکاری پلاستیک ها، اشعه و یا نورهای خطرناک تولید نمی کنند. به همین دلیل می توانید بجای ماسک هایی که تمام صورت را می پوشانند (Mask Face Shield) فقط از عینک ایمنی استفاده کنید)
۳ - استفاده از دستکش های مقاوم به گرما (جنس آن ها اغلب نسوز و یا مقاوم در برابر حرارت می باشد) و لباس محافظ در حین عمل جوشکاری جهت محافظ از دست، امری ضروری است .
مرحله اول : تمیز کردن سطح پلاستیک ابتدا سطوح پلاستیکی که قرار است جوش داده شود را با آب گرم و صابون پاک و تمیز کنید تا سطحی عاری از هرگونه آلودگی مانند خاک ، گرد و غبار یا گریس (چربی یا لایه اکسیدی داشته باشید) در این مرحله می توانید از شوینده هایی مانند صابون، مایع ظرفشویی، و یا مواد شوینده قوی تر استفاده کنید.
و در نهایت روی سطح را با پارچه ای تمیز خشک کنید . توجه داشته باشید عدم داشتن سطح تمیز و مناسب برای جوشکاری سبب می شود فرآیند به کندی انجام شود و همچنین جوش ضعیفی حاصل شود یا اصلن جوش انجام نشود. تمامی مراحل جوشکاری در کارگاه باید روی یک سطح چوبی انجام شود تا از اتلاف بیش از حد گرما جلوگیری شود.( نئوپان و تخته فیبر با چگالی متوسط ( MDF ) ایده آل هستند.)
استفاده از بستهای فلزی باید اجتناب شود زیرا به عنوان یک هیت سینک عمل می کنند.

مرحله دوم: اتصال پلاستیک گاز گرم شده یا هوای داغ مورد نیاز جوشکاری توسط سشوارهای صنعتی یا دمنده های حرارتی تولید می شود. اینگونه ابزارها دارای اجزای اصلی شامل موتور، کنترلر الکترونیکی و المنت حرارتی می باشند. دمای هوای گرم بصورت الکترونیکی توسط سنسورهای طراحی شده در المنت حرارتی کنترل می شود.(سشوارهای صنعتی اوارپلاست قابلیت تولید هوای گرم بین ۴۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد دارند).
بطور کلی فرآیند جوشکاری هوای گرم به دو روش انجام شود: جوشکاری دستی (همچنین به آن جوشکاری آونگ ، جوش فن ، جوشکاری آهسته یا جوشکاری دست آزاد نیز گفته می شود( یا جوشکاری سرعتی) جوشکاری با استفاده از نازل سرعتی).
جوش مناسب ترکیبی از انتخاب سه پارامتر دما، فشار و سرعت مناسب بدست می آید و همچینن به منظور دستیابی به جوشکاری با هوای گرم با استحکام خوب ، موقعیت و گرفتن دست اپراتور نسبت به سطح کار از اهمیت بالایی برخوردار است. برای جوشکاری سریع ،استفاده از نازل سرعتی الزامی می باشد و در این حالت نازل به گونه ای قرار میگیرد که مفتول از بالا وارد نازل و به سطح کار منتقل شود و حرکت دست به سمت عقب میباشد. این امر باعث می شود کنترل خوبی بر روی موقعیت سشوار جوش نسبت به مسیر جوش داشته باشید. با تمرین مکرر و ایجاد تعادل سرعت و فشار بین سیم جوش و سشوار صنعتی جوش دستیابی به جوش با کیفیت و با اطمینان حاصل می شود.
برای ایجاد اتصال ضخیم تر ، که در آن بیش از یک بار جوشکاری مورد نیاز است، باید اجازه دهید هر یک از جوش ها خنک شود و بعد دوباره جوشکاری کنید. در اینصورت پلیمر در معرض گرمای بیش از حد قرار نمی گیرد.

برای جوشکاری دست آزاد ، سیم جوش بدون استفاده از نازل جوش سرعتی به داخل محل جوش تغذیه می شود. فشار به طور مستقیم بر روی مفتول جوشکاری توسط اپراتور اعمال می شود. این روشی ایده آل برای جوشکاری اجزای کوچک و پیچیده می باشد، زیرا امکان حرکت در اطراف محل جوش را اپراتور فراهم می کند، در حالیکه در جوشکاری سریع با استفاده نازل سرعتی، اپراتور براحتی قادر به جابجایی سریع سشوار و سیم جوش در اطراف محل جوش نیست.

در جوشکاری دستی، نازل سشوار جوش به سرعت بالا و پایین مفتول جوش و در امتداد خط اتصال جابجا می شود ، هم سطح اتصال و هم سیم جوش را گرم می کند. هنگام جوشکاری با این روش ، حفظ فشار مداوم بر روی مفتول جوش و سرعت حرکت مداوم در طول مسیر جوش مهم است.

حال برای انجام فرآیند، در این مرحله، ابتدا کلیه قطعات مورد نظر برای جوشکاری باید محکم بسته شوند تا در حین جوشکاری و هنگام خنک کننده از ثابت باشند. برای اینکار با استفاده از گیره های نوع C ، قطعات را روی سطح میز کار ثابت کنید، سپس نازل جوشکاری را بروی لوله خروجی هوای جایگذاری نموده، و دمنده هوای گرم یا سشوار صنعتی را پس از اتصال به برق مناسب، روشن نمایید و درجه حرارت را به میزان متناسب با سیم یا مفتول جوش تنظیم کنید(بوسیله ولوم تعبیه شده در کنترلر الکترونیکی بصورت آنالوگ یا با استفاده از یک صفحه نمایش روی دسته با استفاده بصورت دیجیتالی) و اجازه دهید برای مدت دو دقیقه هوای گرم تولید و به دمای جوشکاری (یعنی دمای هوای داغ ) برسد.

توصیه می شود قبل از جوشکاری برای اطمینان از کیفیت مناسب جوش از راهنمای استفاده از دمای هوا مورد نیاز جوشکاری استفاده شود.
بطور مثال دمای مورد نیاز برای جوش موادی چون ABS حدودا ۳۵۰ درجه سانتی گراد، PVC سخت بین ۲۲۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد، HDPE (پلی اتیلن سخت) ۲۵۰ تا ۲۸۰ درجه سانتیگراد، و برای LDPE (پلی اتیلن نرم) ۲۷۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد می باشد(. نکته مهم در تعیین درجه حرارت اینست، در صورت استفاده از دمای نامتناسب جوشکاری )خارج از بازه ۲۰۰ تا ۳۰۰ درجه سانتیگراد( منجر به ایجاد جوش ضعیف خواهد شد که در صورت قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی ، حرارت، حلالها، و یا فشارهای مکانیکی احتمالاً از بین می رود. )

بعبارتی دیگر در جوشکاری پلاستیک گرمای بیش از مقدار استاندارد (Heating Over) بر ساختار پلا ستیک اثر نامطلوب میگذارد و باعث تغییر رنگ، از شکل افتادگی، سوختگی و از هم پاشیدگی میشود و میتواند باعث تولید گازهای سمی شود.

حال پس از فیکس کردن قطعات مورد جوش کاری با گیره دستی و گرم شدن هوای خروجی سشوار صنعتی به میزان لازم می توان به آرامی با استفاده از گرمای ملایم ابتدا و انتهای قطعات را به یکدیگر جوش دهید.
این کار سبب می شود منطقه جوش نیز در حین انجام کار جابجا نشوند . سپس انتهای مفتول یا سیم جوش را با استفاده از یک قیچی یا کاتر ، زاویه زاویه ای ۳۰ درجه سانتیگراد ببرید، این عمل باعث می شود که سیم جوش به خوبی در محل جوش قرار گیرد و اتصال مطئنی ایجاد گردد در غیر اینصورت ممکن است سیم جوش در حین جوشکاری از مسیر خود منحرف یا جدا شود و یا اینکه جوش صاف و مستقیمی نداشته باشید.
بهترین حالت جوشکاری زمانی حاصل می شود که زاویه بین سیم جوش و قطعه جوشکاری ۹۰ درجه سانتیگراد باشد و زاویه سشوار صنعتی با قطعه کار ۴۵ درجه سانتیگراد باشد، در این حالت سرعت جوش باید بین ۱۰ تا ۱۵ سانتی متر بر دقیقه باشد. اگر در اطرف ناحیه جوش رنگ زرد دیده شد باید یا درجه حرارت را کمتر کنید یا سرعت جوش را زیاد تر کنید.

مرحله سوم: پایان جوشکاری پلاستیک پس از پایان یافتن فرآیند جوشکاری باید سطح جوشکاری شده خنک گردد، برای اینکار می توانید از آب استفاده کنید یا اینکه کمی صبر کنید (کمتر از ۵ دقیقه) تا ناحیه جوش به دمای محیط برسد و خنک شود . پلاستیک جوشکاری شده مدت زمان زیادی برای خنک شدن نیاز ندارد . اطمینان حاصل کنید که پلاستیک کاملا جامد شده باشد و حالت مذابی نداشته باشد. پس از خنک شدن کامل قطعه کار می با استفاده از ابزار مخصوص برش قسمتهای اضافه سیم جوش را از سطح کار برداشت و آنرا تریم نمود .

مزایا و معایب جوشکاری هوای گرم(گاز داغ) با استفاده از سشوارهای صنعتی دمنده های هوای گرم : مهمترین مزیت این روش کاربرد آنها در جوشکاری قطعات در اشکال و اندازه مختلف می باشد.
اینگونه تجهیزات احتمالاً کمترین هزینه در مقایسه با دیگر تکنیک های جوشکاری پلاستیک دارند. سشوارهای صنعتی ابزاری بسیار سبک، آسان، و مناسب برای استفاده در موقعیت های مختلف هستند و برای کارهای تعمیراتی سنگین یا در محیط کارگاهی ، ابزاری همه کاره و ایده آل. تنها نقطه ضعفهایشان سرعت جوش آنها نسبت به سایر روشهای جوشکاری پلاستیکی نسبتاً کند است و کیفیت جوش به مهارت اپراتور بستگی دارد. بنابراین مهم است که اپراتورهای جوشکاری گاز گرم(هوای گرم) به درستی آموزش داده شده باشند.
شرکت دانش بنیان اوارپلاست، تنها تولید کننده دمنده هوای گرم (هیتر و سشوارهای صنعتی) با قابلیت کنترل الکترونیکی دما از ۴۰ تا ۷۲۰ درجه سانتیگراد، ماشینهای جوش اتوماتیک ورقهای ژئوممبران و دیگر ترموپلاستیکها، و همچنین ماشین آلات بسته بندی بویژه تونلهای شرینکینگ با ویژگی کمترین میزان مصرف انرژی برق در خاورمیانه می باشد.

کاربرد جوش پلاستیک در صنایع مختلف

• جوشکاری انواع ورقهای ژئوممبران، پارچه ها و کفپوشهای ترموپلاستیکی کفپوش سالنهای ورزشی، بیمارستانی و واگنهای قطار شهری و اتوبوسها
• ABS PA, LDPE, HDPE, PE, PVC, جوشکاری انواع لوله و اتصلات
• لاینیگ وایزولاسیون دیواره تونل متروها، لاگونها ولوله های بتنی انتقال فاضلاب
• ساخت مخازن و تانکهای نگهداری و انتقال آب، استخر های پرورش ماهی، عایق کاری مخازن آبکاری و ضد اسیدی ماشین آلات بسته بندی بویژه تونلهای شرینک با ویژگی کمترین میزان مصرف انرژی برق
• بعنوان ابزار پیش گرم در فرآیند های فرم دهی و حرارتی
• خشکن کن های صنعتی و نیمه صنعتی ،کوره های کونینگ
• ماشین آلات تیوپ پرکن
• پروفیل رپینگ و لمینیتینگ ماشین آلات
• کاربردهای عمومی در بخشهای تاسیساتی، نگهداری وتعمیرات (بیرون آوردن بلبرینگ، بوش ها وبیرون آوردن پیچ ومهره های قفل شده، ساخت درخت سیم، شرینک سرکابلها، کانکتورها و خشک کردن مایعات نفوذی در تأسیسات)
صنایع مورد استفاده
• صنعت ساختمان
• صنایع خودروسازی
• صنعت چوب و مبلمان
• صنعت چاپ و بسته بندی
• صنعت نساجی
• صنعت چادر سازی و سازهای بادی
• صنایع الکترونیک و مخابرات
• صنعت لوازم خانگی
مزایای استفاده از سشوارهای صنعتی اوارپلاست
• قابلیت کنترل دقیق الکترونیکی هوای گرم از ۴۰ تا ۶۰۰ درجه سانتیگراد
• ابزار دستی کوچک
• سبک، کم حجم و قابل حمل
• قابلیت نصب برروی ماشین آلات
• دائم کار (None-stop and heavy duty working tool)

برای اطلاعات بیشتر اینجا کلیک کنید