Трудове навчання (технічні види праці). 9 клас. Лебедєв

§ 12. Ознайомлення зі способами з’єднання деталей із пластиків та композитів

Ви вже вивчали деякі технологічні процеси, необхідні для з'єднання деталей комплексного виробу. Проте для з'єднання пластмас можна застосовувати лише ті з них, які не передбачають роботу ударним інструментом (кернер, інструмент для виконання заклепкового з'єднання за допомогою повнотілих заклепок, молоток тощо).

У сучасних технологічних процесах, які передбачають заклепкове з'єднання, все частіше використовують трубчасті заклепки та пристосування для їх встановлення — заклепковий пістолет. Цей інструмент може бути ручним (мал. 87, а) або механізованим.

Завдання 1

Проаналізуйте зображення на мал. 87 і назвіть спосіб, у який дві пластикові деталі можна з'єднати з використанням заклепкової технології.

Мал. 87. Використання різних видів інструментів та кріплень у технології заклепкового з'єднання: а — технологія з використанням повнотілих заклепок та ударного інструменту; б — технологія з використанням трубчастих заклепок та заклепкового пістолета

Заклепковий пістолет (інструмент) і трубчаста заклепка (кріплення), застосовують для з'єднання двох деталей з однакових або різних матеріалів, загальна товщина яких не перевищує 10-13 мм. Його використовують у багатьох галузях промисловості, а також для побутових потреб.

Мал. 88. Використання заклепкового пістолета: а — прийоми роботи ручним заклепковим пістолетом; б — зовнішній вигляд трубчастих заклепок

Найпоширенішим є ручний вид витяжного заклепкового пістолета (мал. 88, а). Заклепковий пістолет захоплює стрижень заклепки (мал. 88, б), і, впираючись у готову головку заклепки, тягне його на себе. Потовщений кінець стрижня розвальцьовує заклепку до моменту його обриву, надійно закріплюючи з'єднувані деталі. Кожен із видів заклепкового пістолета має свій діапазон довжини й діаметра використовуваних заклепок.

Ручні заклепкові пістолети бувають одноручні й дворучні. Їх використовують здебільшого для виконання невеликого обсягу робіт. Розрізняють цей інструмент за типом: важільно-складані (використовують у легкодоступних місцях); поворотні (головка поворотного заклепкового пістолета може виконувати поворот до 360°; спрощують роботу у важкодоступних місцях).

Серед механічних способів кріплення широко використовують метод з'єднання деталей за допомогою саморізів (мал. 89).

Мал. 89. Саморізи: а — з наконечником у вигляді свердла; б — з нарізкою та вістрям для укручування в метал або деревину

Мал. 90. Саморізи з шестигранними головками

Саморіз, показаний на мал. 89, а, може бути використаний для з'єднання листових пластмас одна з одною або пластмасових деталей з тонколистовим металом (до 2 мм завтовшки). При використанні таких саморізів попереднє свердління отвору не потрібне. Довжину саморіза підбирають, виходячи з умови, що вона має перевищувати сумарну товщину з'єднуваних матеріалів. Використовуючи саморізи (мал. 89, б), отвір у пластмасовій деталі треба свердлити обов'язково. Цей отвір має бути трохи більшим за діаметр різьбової частини саморіза. Саморіз по металу (мал. 89, б, зліва) може виконувати кріплення деталей до тонколистового металу завтовшки до 0,5 мм. Саморіз по дереву добре вкручується в будь-які деревинні матеріали. Головки саморізів мають заглиблення хрестоподібної форми для використання відповідних викруток. Для з'єднання деталей відповідальних та сильно навантажених конструкцій використовують саморізи з шестигранними головками (мал. 90).

Окрім механічних способів з'єднання пластмасових деталей, існують хімічні та термічні.

В основі хімічних способів з'єднання пластмас лежить використання клейких сумішей, які, взаємодіючи з матеріалом, розм'якшують його та сприяють прилипанню поверхонь з'єднуваних деталей.

Хімічні способи — найпоширеніші з універсальних технологій з'єднання. Для застосування хімічних способів з'єднання потрібно ретельно підготувати поверхні, які ви збираєтеся склеїти. Вони мають прилягати одна до одної досить точно. Вам також потрібно мати можливість зафіксувати з'єднувані деталі в нерухомому стані на той час, поки клейовий шов не зазнав полімеризації. Цей спосіб дорожчий від термічного у перерахунку на одиницю довжини шва, але технологічно набагато простіший — потрібен лише клей, від якого й залежить надійність з'єднання деталей.

До універсальних клейових засобів для пластмаси можна віднести клей «Момент-пластик» (мал. 91). За написом на упаковці можна визначити, для склеювання яких видів пластмас він призначений.

Мал. 91. Зовнішній вигляд пакування клею «Момент-пластик»

З'єднування (склеювання) реактопластів виконати значно складніше, адже такий матеріал не можна розм'якшувати й плавити. У побуті з цього виду пластмас зазвичай виготовляють ґудзики для одягу, електричні розетки, вилки тощо. Щоб виготовити виріб із реактопласту або відремонтувати зламані вироби з такої пластмаси, потрібно скористатися клеєм марки БФ-2, БФ-4.

Послідовність виконання з'єднання така: спочатку потрібно знежирити місце склеювання, потім нанести клей на сухі поверхні й трохи підсушити отриманий шар. Після цього наносити другий шар клею. Його підсушують дві хвилини, а потім щільно притискають поверхні одна до одної і поміщають під прес. Ідеальне зчеплення можна отримати через 3 доби.

Термічний спосіб передбачає розплавлення кромок деталей під впливом високої температури (підбирають для кожного виду пластмаси) з їх подальшим з'єднанням.

Термічний спосіб (зварювання пластмас) застосовують лише для термопластів; він ідеальний за великої довжини з'єднуваних швів. Точний збіг кромок зварюваних деталей не обов'язковий, але і великого зазору між ними не має бути. Зварений шов можна піддавати навантаженню практично одразу ж після охолодження.

Головною відмінністю у технології зварювання пластмас є різноманітні способи нагрівання з'єднуваних заготовок: опромінюванням, тертям, електричним полем високої частоти, ультразвуком тощо.

Під час з'єднання заготовок термічним способом потрібно дотримуватися таких умов:

  • 1. Підтримання потрібної температури на зварюваних поверхнях деталей (поліетилен має досить низьку температуру текучості, яка становить 120-160 °С).
  • 2. Збереження початкової форми деталі. Усе нагрівання має бути зосереджене у місці зварювання деталей (якщо виготовляти деталі поверхні комплексного виробу «Повітряний змій “Літак”» із поліетиленової плівки, необхідно дотримуватися цієї умови). Існує ризик того, що плівка розм'якне і деталь втратить первісну форму.
  • 3. Чистота зварюваних поверхонь. У зварний шов не повинні потрапляти сторонні домішки — фарба, бруд, пластмаси іншого виду. Будь-які сторонні включення знижують міцність з'єднання.

Для виконання з'єднання пластмас термічним способом насамперед потрібно мати джерело нагрівання (будівельний фен зі спеціальною насадкою, паяльник з широким лезом або роликовою насадкою, нарешті, звичайну праску).

Мал. 92. Пристрої для нагрівання місця зварювання пластмасових деталей: а — будівельний фен зі спеціальною насадкою та пластмасовим стрижнем для заповнення шва; б — паяльник з нагрівальним роликом для зварювання поліетиленової плівки

Чи добре засвоїли?

  • 1. Які механічні види з'єднань деталей з пластмас ви знаєте?
  • 2. Назвіть відомі вам види з'єднань пластмас (окрім механічних).
  • 3. Які пристосування використовують для термічного з'єднання пластмас?

Поясніть

  • 1. Які процеси є основою виконання хімічного з'єднання пластмасових деталей?
  • 2. Які процеси є основою виконання термічного з'єднання пластмасових деталей?

Підбиваємо підсумки

Деталі з пластмас можуть бути з'єднані з використанням механічних, хімічних та термічних способів. Хімічні способи з'єднання з використанням клеїв дорожчі, але й технологічніші (не потребують додаткового обладнання та інструментів). Вибір клею для з'єднання пластмас є доволі складним процесом. Під час термічного з'єднання пластмас необхідно дотримуватися кількох умов: оптимальної температури, збереження форми деталі в процесі нагрівання, чистоти в місці зварювання.

Поглибте свої знання

При з'єднанні термопластів у пригоді може стати лабораторний дистанційний термометр (пірометр), яким можна вимірювати температуру нагрівання поверхні в межах до 300 °С (мал. 93), адже контроль температури в зоні зварювання є важливим для кінцевого результату цього технологічного процесу.

Мал. 93. Інфрачервоний термометр (пірометр) дистанційної дії

Той з вас, хто захоплюється виготовленням пластмасових моделей-копій з наборів напівфабрикатів (мал. 94), напевно, вже має досвід самостійного виготовлення клею саме для того виду пластмаси, з якого виготовлено окремі деталі моделі. Для цього достатньо використати розчинник (№ 647, 648, 650 або інший), у якому слід розчинити певну кількість (до отримання сметаноподібної маси) подрібнених часточок пластмасових стрижнів, що з'єднували окремі деталі набору (мал. 94).

Мал. 94. Деталі для виготовлення моделі, після вирізання яких залишки пластмаси можна використати для приготування клею