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首页 > 新闻中心 > 行业知识 > 燃气PE管道热熔焊接工艺：燃气PE管道热熔焊接工艺
PE管材有柔韧性好，耐腐蚀性强、质轻、抗冲击性能优良等特点，连接可采用热熔对接及电熔等连接方式，使管材、管件熔为一体，系统安全可靠，施工成本低，在工程应用中发展迅速。
热熔对接的原理
热熔对接是将塑料管材的末端利用加热板加热熔融后，相互对接融合，经冷却固定而连接在一起的方法。
热熔对接主要分为五个阶段
（1）预热阶段：即电热板预热卷边阶段，两管材（件）端口施加一定压力使其熔融卷边。
（2）吸热阶段：施加一个较小的压力和一定的时间使热量在所要连接的管材（件）内扩散，达到均匀吸热。
（3）转换阶段：加热板抽击阶段。使连接管材（件）相接处的时间越短越好。
（4）焊接阶段：两管材（件）熔化端融合在一起，并施加一定压力。
（5）冷却阶段：熔合的自然冷却，注意不能有张力和机械应力。
焊接方法和步骤
焊接前的准备
检查热熔机电源是否接好，铣刀是否能切削，加热板加热是否正常，机架油缸是否运行。
焊接
（1）将管道或管件置于平坦位置，放于对接机上，留足10-20mm的切削余量。
（2）夹紧：根据所焊制的管材、管件选择合适的卡瓦夹具，夹紧管材，为切削做好准备。
（3）切削：切削所焊管段、管件端面杂质和氧化层，保证两对接端面平整、光洁、无杂质。
（4）除污：用棉纱蘸拭酒精，对管道头部进行清洗擦拭，除去灰尘泥污等物。
（5）对中：两焊管段端面要完全对中，错边越小越好，错边不能超过壁厚的10%。否则，将影响对接质量。
（6）加热：对接温度一般在210-230℃之间为宜，加热板加热时间冬夏有别，以两端面熔融长度为1-2mm为佳。
（7）切换：将加热板拿开，迅速让两热融端面相粘并加压，为保证熔融对接质量，切换周期越短越好。
（8）熔融对接：是焊接的关键，对接过程应始终处于熔融压力下进行，卷边宽度以2-4mm为宜；压力应当适宜，太大的压力将导致熔融物全部被挤跑，反而连接不牢。
（9）冷却：保持对接压力不变，让接口缓慢冷却，冷却时间长短以手摸卷边生硬，感觉不到热为准。
（10）对接完成：冷却好后松开卡瓦，移开对接机，重新准备下一接口连接。
焊接工艺三个重要参数：温度、压力、时间
温度的确定
聚乙烯管材对接焊的最佳焊接温度为200～230℃，一般生产厂家确定为210±10℃；是聚乙烯材料的加工温度，在材料粘流态转化温度之上，只有在这种条件下，聚乙烯产生熔融流动，聚合物的大分子才能进行相互扩散形成缠绕，得到最大的强度和高质量的焊接结果；实践证明，温度低于180℃，即使加热时间长，也不能达到质量好的焊接结果。如果温度过高，将有可能激活分子链中的C键与氧发生反应，使材料降解，聚乙烯材料将受到氧化破坏。析出挥发性的物质和气体，材料结构发生变化，生成不饱和烃，出现杂质，从而使焊接质量降低。
时间的确定
（1）加热时间的确定：焊接端面平整后10×壁厚（mm）秒。
加热时间的长短，决定焊接的质量；是否能将温度均匀传递到焊接面及一定的深度，在转换的阶段保持最佳的焊接温度。管端面熔化的最佳时间，是随着需要加热的面积增大而增大的，更重要的是对流和辐射传播的能量，会随着管壁厚度的增加而减小。
管端面的不平度，造成热量的传递不均匀，窝藏空气，产生气孔，最终影响焊接质量，所以需要和压力密切的配合，在加热的同时施加一定的压力，平整焊接面，促进塑化，形成理想的焊接面进行热传递，然后降压吸热。
（2）切换时间的确定：10秒内尽可能地缩短，其端面冷却非常快，对接速度慢直接影响焊接质量。
（3）冷却时间的确定：1.15～1.33×壁厚（mm） 分钟。聚合物材料的导热性差，只有金属的几十分之一，冷却速度相应的缓慢，在冷却的时间内需要进行结晶，收缩，所以需要有充分的时间降到结晶温度，进行充分的晶粒生长，消除内应力，在一定的压力下冷却，避免焊接端面有缩孔。
（4）压力的确定焊接压力和冷却压力根据焊接面的截面积×0.15N/mm2；在210±10℃的温度下，焊接时间、压力的取值，可以参照德国焊接协会DVS2207-95的标准。
热熔机各部件注意事项
加热板
加热板最高温度可达250℃，因此必须注意以下各项：
（1）戴防护手套。
（2）注意操作人员的安全防护，加热板在焊接完成后应放入专用加热板支架。
（3）加热板在运输前应使其冷却，以免着火。
（4）焊接完成后，将加热板放在安全的地方，以免外人以外接触烫伤。
（5）提加热板时应抓着把手。
（6）身体切勿直接接触加热板。
（7）焊接完成后，切忌切断加热板电源。
（8）切记勿用手触摸加热板。
铣刀
（1）管材（件）铣削前，应确保管件端面清洁无杂物，以免损伤到削刀片。
（2）管材（件）铣削完毕后，待铣刀盘停止转动后，再取下铣刀盘进行存放。
（3）提取铣刀盘时应提着把手。
（4）铣刀盘只有装在焊机架上时才可转动工作。
（5）切勿乱调铣刀微动开关。
机架
（1）检查待焊件/材，确保其已准确夹装在机架上，以保证焊接质量，加热时，操作人员适当站离焊机。
（2）焊接时，如果活动卡盘与固定卡盘碰在一起时，不要使用焊机总开关停机，仅搬动压力调节杆打开卡盘即可。
（3）在运输机架时，应确保卡具均已靠紧固，以免摔掉落下。
热熔对接的原理
热熔对接是将塑料管材的末端利用加热板加热熔融后，相互对接融合，经冷却固定而连接在一起的方法。
热熔对接主要分为五个阶段
（1）预热阶段：即电热板预热卷边阶段，两管材（件）端口施加一定压力使其熔融卷边。
（2）吸热阶段：施加一个较小的压力和一定的时间使热量在所要连接的管材（件）内扩散，达到均匀吸热。
（3）转换阶段：加热板抽击阶段。使连接管材（件）相接处的时间越短越好。
（4）焊接阶段：两管材（件）熔化端融合在一起，并施加一定压力。
（5）冷却阶段：熔合的自然冷却，注意不能有张力和机械应力。
焊接方法和步骤
焊接前的准备
检查热熔机电源是否接好，铣刀是否能切削，加热板加热是否正常，机架油缸是否运行。
焊接
（1）将管道或管件置于平坦位置，放于对接机上，留足10-20mm的切削余量。
（2）夹紧：根据所焊制的管材、管件选择合适的卡瓦夹具，夹紧管材，为切削做好准备。
（3）切削：切削所焊管段、管件端面杂质和氧化层，保证两对接端面平整、光洁、无杂质。
（4）除污：用棉纱蘸拭酒精，对管道头部进行清洗擦拭，除去灰尘泥污等物。
（5）对中：两焊管段端面要完全对中，错边越小越好，错边不能超过壁厚的10%。否则，将影响对接质量。
（6）加热：对接温度一般在210-230℃之间为宜，加热板加热时间冬夏有别，以两端面熔融长度为1-2mm为佳。
（7）切换：将加热板拿开，迅速让两热融端面相粘并加压，为保证熔融对接质量，切换周期越短越好。
（8）熔融对接：是焊接的关键，对接过程应始终处于熔融压力下进行，卷边宽度以2-4mm为宜；压力应当适宜，太大的压力将导致熔融物全部被挤跑，反而连接不牢。
（9）冷却：保持对接压力不变，让接口缓慢冷却，冷却时间长短以手摸卷边生硬，感觉不到热为准。
（10）对接完成：冷却好后松开卡瓦，移开对接机，重新准备下一接口连接。
焊接工艺三个重要参数：温度、压力、时间
温度的确定
聚乙烯管材对接焊的最佳焊接温度为200～230℃，一般生产厂家确定为210±10℃；是聚乙烯材料的加工温度，在材料粘流态转化温度之上，只有在这种条件下，聚乙烯产生熔融流动，聚合物的大分子才能进行相互扩散形成缠绕，得到最大的强度和高质量的焊接结果；实践证明，温度低于180℃，即使加热时间长，也不能达到质量好的焊接结果。如果温度过高，将有可能激活分子链中的C键与氧发生反应，使材料降解，聚乙烯材料将受到氧化破坏。析出挥发性的物质和气体，材料结构发生变化，生成不饱和烃，出现杂质，从而使焊接质量降低。
时间的确定
（1）加热时间的确定：焊接端面平整后10×壁厚（mm）秒。
加热时间的长短，决定焊接的质量；是否能将温度均匀传递到焊接面及一定的深度，在转换的阶段保持最佳的焊接温度。管端面熔化的最佳时间，是随着需要加热的面积增大而增大的，更重要的是对流和辐射传播的能量，会随着管壁厚度的增加而减小。
管端面的不平度，造成热量的传递不均匀，窝藏空气，产生气孔，最终影响焊接质量，所以需要和压力密切的配合，在加热的同时施加一定的压力，平整焊接面，促进塑化，形成理想的焊接面进行热传递，然后降压吸热。
（2）切换时间的确定：10秒内尽可能地缩短，其端面冷却非常快，对接速度慢直接影响焊接质量。
（3）冷却时间的确定：1.15～1.33×壁厚（mm） 分钟。聚合物材料的导热性差，只有金属的几十分之一，冷却速度相应的缓慢，在冷却的时间内需要进行结晶，收缩，所以需要有充分的时间降到结晶温度，进行充分的晶粒生长，消除内应力，在一定的压力下冷却，避免焊接端面有缩孔。
（4）压力的确定焊接压力和冷却压力根据焊接面的截面积×0.15N/mm2；在210±10℃的温度下，焊接时间、压力的取值，可以参照德国焊接协会DVS2207-95的标准。
热熔机各部件注意事项
加热板
加热板最高温度可达250℃，因此必须注意以下各项：
（1）戴防护手套。
（2）注意操作人员的安全防护，加热板在焊接完成后应放入专用加热板支架。
（3）加热板在运输前应使其冷却，以免着火。
（4）焊接完成后，将加热板放在安全的地方，以免外人以外接触烫伤。
（5）提加热板时应抓着把手。
（6）身体切勿直接接触加热板。
（7）焊接完成后，切忌切断加热板电源。
（8）切记勿用手触摸加热板。
铣刀
（1）管材（件）铣削前，应确保管件端面清洁无杂物，以免损伤到削刀片。
（2）管材（件）铣削完毕后，待铣刀盘停止转动后，再取下铣刀盘进行存放。
（3）提取铣刀盘时应提着把手。
（4）铣刀盘只有装在焊机架上时才可转动工作。
（5）切勿乱调铣刀微动开关。
机架
（1）检查待焊件/材，确保其已准确夹装在机架上，以保证焊接质量，加热时，操作人员适当站离焊机。
（2）焊接时，如果活动卡盘与固定卡盘碰在一起时，不要使用焊机总开关停机，仅搬动压力调节杆打开卡盘即可。
（3）在运输机架时，应确保卡具均已靠紧固，以免摔掉落下。
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