HG∕T 4281-2011 塑料焊接工藝規(guī)程

ICS71.120;83.140HG/T4281—2011Weldingspecificationforplastics2011-12-20發(fā)布2012-07-01實(shí)施HG/T4281—2011 Ⅲ 1 1 1 2 24.2焊縫、接頭和坡口形式 3 3 3 3 3 3 4 5 5 5 5 5 5 5 5 5 9 9 98.2焊接機(jī)具 8.3焊接工藝 9.2熱熔焊質(zhì)量檢測(cè) 9.3電熔焊質(zhì)量檢測(cè) 附錄A(資料性附錄)塑料材料與所采用焊接方法對(duì)應(yīng)表 附錄B(規(guī)范性附錄)焊縫、接頭和坡口形式 ⅡHG/T4281—2011附錄C(資料性附錄)焊接過(guò)程記錄表 附錄D(規(guī)范性附錄)焊接工藝參數(shù) 22圖1管端坡面處理 7圖2熱熔對(duì)接焊工藝曲線(xiàn)圖 9 圖5熱板對(duì)接焊凸起鼓包的卷邊形成 圖7不合格的卷邊背彎試驗(yàn)開(kāi)裂 圖8卷邊寬度測(cè)量 表1塑料焊接工藝類(lèi)型名稱(chēng)、代號(hào)和特點(diǎn) 3表2焊絲尺寸選擇 4表3熱風(fēng)焊焊條規(guī)定及選用(單焊條規(guī)格) 4表4熱風(fēng)焊焊條規(guī)定及選用(雙焊條規(guī)格) 表5PVDF管材、管件和面板銑削加工后焊接面之間的最 6 6表7PP管材、管件和面板銑削加工后焊接面之間的最大間隙寬度 6表8PVDF管材坡面和插入深度 8表9PP管材坡面和插入深度 表10電熔連接管件承口尺寸與相應(yīng)的公稱(chēng)外徑參數(shù) 表12聚乙烯管道焊口質(zhì)量外觀(guān)檢驗(yàn)項(xiàng)目及要求 表A.1塑料材料與所采用焊接方法對(duì)應(yīng)表 表C.1熱風(fēng)焊和擠出焊焊接過(guò)程記錄表 表C.2熱熔對(duì)接焊焊口操作記錄表 表C.3熱熔對(duì)接焊接施工日志 表C.4電熔焊焊口操作記錄表 表C.5電熔焊施工日志 21 表D.3PVC-U管材和管件熱熔對(duì)接焊工藝參數(shù) 23表D.4PP管材和管件熱熔對(duì)接焊工藝參數(shù) 表D.5PP-R管材熱熔對(duì)接焊工藝參數(shù) 表D.7SDR17.6PE管材熱熔對(duì)接焊接參數(shù) 表D.9PP管材和管件熱熔承插焊工藝參數(shù) 表D.10PE管材和管件熱熔承插焊工藝參數(shù) 表D.11PVDF管材和管件熱熔承插焊工藝參數(shù) T4283《塑料焊接試樣彎曲檢測(cè)方法》和沖擊、剝離檢測(cè)方法(注：計(jì)劃中)共同構(gòu)成了塑料焊接工藝本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。——熱風(fēng)焊內(nèi)容非等效采用DVS2207-3:2005《熱塑性塑料的熱風(fēng)焊》;本標(biāo)準(zhǔn)由全國(guó)非金屬化工設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC162)歸口。ⅢⅢ1HG/T4281—20112規(guī)范性引用文件GB/T19806塑料管材和管件聚乙烯電熔組件的擠壓剝離試驗(yàn)GB/T19810聚乙烯(PE)管材和管件熱熔對(duì)接接頭拉伸強(qiáng)度和破壞形式的測(cè)定GB/T20674.1塑料管材和管件聚乙烯系統(tǒng)熔接設(shè)備第1部分：熱熔對(duì)接GB/T20674.2塑料管材和管件聚乙烯系統(tǒng)熔接設(shè)備第2部分：電熔連接HG/T4280塑料焊接工藝評(píng)定HG/T4282塑料焊接試板拉伸試驗(yàn)方法HG/T4283塑料焊接試板彎曲試驗(yàn)方法3.13.23.323.43.53.63.73.83.93.103.11上，保壓、冷卻到環(huán)境溫度的連接過(guò)程。3.123HG/T4281—2011表1塑料焊接工藝類(lèi)型名稱(chēng)、代號(hào)和特點(diǎn)塑料焊接工藝類(lèi)型名稱(chēng)和代號(hào)焊接特點(diǎn)大分類(lèi)小分類(lèi)焊條焊絲填充物加熱方式典型焊接設(shè)備名稱(chēng)代號(hào)名稱(chēng)代號(hào)(PE燃?xì)夤艹?PE燃?xì)夤艽?hào)(TSG考規(guī)中代號(hào))熱風(fēng)焊圓嘴熱風(fēng)焊HGW-1有熱風(fēng)加熱熱風(fēng)焊槍快速熱風(fēng)焊HGW-2有熱風(fēng)加熱熱風(fēng)焊槍擠出焊有熱風(fēng)加熱擠出焊機(jī)、擠出焊槍熱熔焊熱熔對(duì)接焊HTW-1無(wú)電板加熱熱熔焊機(jī)熱熔承插焊HTW-2無(wú)電板加熱熱熔承插焊機(jī)熱熔鞍形焊HTW-3無(wú)電板加熱熱熔鞍形焊機(jī)電熔焊電熔承插焊無(wú)電熱絲直接加熱電熔焊機(jī)電熔鞍形焊無(wú)電熱絲直接加熱電熔焊機(jī)焊接過(guò)程的記錄表參見(jiàn)附錄C表C.1～表C.5。5熱風(fēng)焊5.1一般要求a)在—5℃~60℃的環(huán)境溫度范圍內(nèi)，確保能夠安全工作；5.3焊接工藝5.3.2清潔母材待焊區(qū)域。4HG/T4281—2011c)焊絲尺寸的選擇見(jiàn)表2;d)焊條規(guī)定及選用見(jiàn)表3和表4;e)熱風(fēng)焊工藝參數(shù)見(jiàn)附錄D表D.1。坡口類(lèi)型材料厚度焊絲規(guī)格數(shù)量×直徑單V形2345X形42(1×4)52(3×3)62(3×3)82(1×3+2×4)2(6×3)表3熱風(fēng)焊焊條規(guī)定及選用(單焊條規(guī)格)焊條直徑適用管材和板材厚度允許偏差長(zhǎng)度22～3(或選用焊根焊接)士0.3>0.5士0.3>0.53士0.3>0.5士0.3>0.54士0.3>0.5表4熱風(fēng)焊焊條規(guī)定及選用(雙焊條規(guī)格)焊條尺寸適用板材厚度容許偏差長(zhǎng)度dLh士0.3>0.5士0.356擠出焊6.1一般要求一般要求同5.1的要求。6.2焊接機(jī)具6.3焊接工藝6.4焊接參數(shù)7熱熔焊7.2.2熱熔對(duì)接連接設(shè)備應(yīng)符合GB/T20674.1的規(guī)定。6b)吸熱階段；d)焊接階段；e)冷卻階段。d)按照焊接工藝正確地設(shè)置吸熱、冷卻時(shí)間和加熱部件溫度(熱板表面溫度PE80為210℃±管材公稱(chēng)外徑d間隙寬度面板寬度Bdn<355400<dn<630400<dn<6301500<B≤2000400<dn<6302000<B≤2300400<dn<6302300<B≤3000管材公稱(chēng)外徑dn間隙寬度面板寬度B2000<B≤23002300<B≤3000管材公稱(chēng)外徑dn間隙寬度400<dn≤630630<dn≤800800<dn≤10002000<B≤23002300<B≤30007HG/T4281—20117.3.1.5對(duì)中管材或管件達(dá)到同軸度確對(duì)中。管材或管件端面的不圓度及同軸度應(yīng)符合CJJ63—2008的規(guī)定。7.3.1.6測(cè)拖動(dòng)壓力及檢查次焊接都必須進(jìn)行測(cè)量。對(duì)接端面間隙小于0.3mm;焊接件的錯(cuò)邊量小于焊接件厚度的10%。7.3.1.7端面平整吸熱接吸熱壓力并保持吸熱時(shí)間要求的時(shí)間段。熱熔對(duì)接總的焊接壓力(p1)=拖動(dòng)壓力(pt)+接縫壓力7.3.1.8切換對(duì)接7.3.1.9接頭冷卻7.3.1.10拆卸管材/管件7.3.2熱熔承插焊工藝過(guò)程7.3.2.2檢查、切管、清理接頭部位及劃線(xiàn)：要求管材外徑大于管件內(nèi)徑，以保證熔接后形成合適的清潔管件內(nèi)側(cè)和管材外側(cè)，在焊接開(kāi)始前才加工部件的粘接面。按圖1和表8、表9的要求，將管端作成坡面。按管件供應(yīng)商的說(shuō)明，加工管材的粘接面。如果是手工焊接，必須按表8、表9的要求在管端標(biāo)記插入深度。dn——管材公稱(chēng)外徑；圖1管端坡面處理8HG/T4281—2011管材公稱(chēng)外徑坡面b插入深度l23表9PP管材坡面和插入深度單位為毫米管材公稱(chēng)外徑坡面b插入深度l237.3.2.3加熱管的防粘涂層。將管材外表面和管件內(nèi)表面同時(shí)無(wú)旋轉(zhuǎn)地插入熔接器的模頭中(已預(yù)熱到設(shè)定溫度)加熱數(shù)秒，加熱溫度為260℃,加熱時(shí)間見(jiàn)附錄D表D.3～表D.11。線(xiàn)條和管件兩端面上成十字形的四條刻線(xiàn)作為參考。9HG/T4281—2011并校正、保壓、冷卻。7.4.1熱熔焊工藝參數(shù)7.4.1.1焊接工藝溫度一般為200℃~235℃,施工單位在實(shí)際施工中，可以根據(jù)具體施工環(huán)境和材料適當(dāng)調(diào)整焊接溫度。7.4.1.2焊接壓力與時(shí)間關(guān)系見(jiàn)圖2。t?——焊接所需要的吸熱時(shí)間=管材壁厚×10,單位為秒(s);圖2熱熔對(duì)接焊工藝曲線(xiàn)圖1)焊接壓力p?按下式計(jì)算：p1=p?+pe (2)S?——管材的截面積S?=π×e×(dn—e),單位為平方毫米(mm2);S?——焊機(jī)液壓缸中活塞的有效面積為焊機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家提供，單位為平方毫米(mm2);po——作用于管材上單位面積的力，單位為牛每平方毫米(N/mm2),po取0.15N/mm2;pt——拖動(dòng)壓力，單位為兆帕(MPa);e——管材的公稱(chēng)壁厚，單位為毫米(mm);dn——管材公稱(chēng)外徑，單位為毫米(mm)。2)吸熱時(shí)間：吸熱時(shí)間等于管材的壁厚e(mm)×10(s),根據(jù)材料規(guī)格、壁厚確定。當(dāng)環(huán)境條件(氣溫、風(fēng)力)變化較大時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整。7.4.1.3推薦的熱熔對(duì)接焊接工藝參數(shù)見(jiàn)附錄D表D.3～表D.8。7.4.2熱熔承插焊工藝參數(shù)熱熔承插焊工藝參數(shù)見(jiàn)表D.9～表D.11。不同級(jí)別、熔體質(zhì)量流動(dòng)速率差值不小于0.5g/10min(190℃,5kg)的聚乙烯原料制造的管材、管HG/T4281—20118.2焊接機(jī)具8.2.2電熔連接設(shè)備應(yīng)符合GB/T20674.2規(guī)定。8.2.3電熔焊機(jī)應(yīng)有數(shù)據(jù)檢索存儲(chǔ)裝置，該裝置通過(guò)接口將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)下載到電子設(shè)備(計(jì)算機(jī)或者8.3焊接工藝8.3.1電熔焊工藝過(guò)程c)檢查焊機(jī)的輸出端尺寸是否和管件的接線(xiàn)柱匹配。8.3.1.2截取管材8.3.1.3焊接面清潔8.3.1.4承插電熔管件在管材上重新劃線(xiàn)，位置距端面為1/2管件長(zhǎng)度(見(jiàn)圖4)。將清潔的電熔管件承插在需要焊接的徑的2%;不得使電熔管件承受外力，保證焊接時(shí)的同軸度。圖3截取斜度圖4刮去所有斜線(xiàn)電熔連接管件承口尺寸與相應(yīng)的公稱(chēng)外徑參數(shù)見(jiàn)表10。表10電熔連接管件承口尺寸與相應(yīng)的公稱(chēng)外徑參數(shù)單位為毫米公稱(chēng)外徑dn熔合段最小內(nèi)徑ds熔合段最小長(zhǎng)度L?承插長(zhǎng)度L?40.1HG/T4281—20118.3.1.6調(diào)整焊接模式8.3.1.9自然冷卻8.3.2.1焊接前準(zhǔn)備焊接前準(zhǔn)備同8.3.1.1。8.3.2.2劃線(xiàn)8.3.2.3焊接面清理用刮刀刮除劃線(xiàn)焊接區(qū)域表面的氧化皮0.1mm～0.2mm,以去除氧化層，刮削區(qū)域應(yīng)大于鞍體8.3.2.4管件安裝8.3.2.5焊接數(shù)據(jù)輸入焊接數(shù)據(jù)輸入同8.3.1.7。8.3.2.6焊接焊接同8.3.1.8。8.3.2.7自然冷卻冷卻過(guò)程接頭在處于夾緊的狀態(tài)下進(jìn)行。鞍形旁通的冷卻時(shí)間應(yīng)大于60min或按制造商的產(chǎn)品8.3.2.8封堵8.4焊接參數(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行。9質(zhì)量檢測(cè)HG/T4281—2011檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)要求焊接產(chǎn)品檢驗(yàn)外觀(guān)檢驗(yàn)?zāi)恳暬蚴褂?倍放大鏡觀(guān)察焊接表面狀況，檢查焊縫形式、表面和邊緣是否有裂縫和凹槽、焊縫填塞是否達(dá)到滿(mǎn)意效果、焊縫根部熔透和無(wú)損檢測(cè)按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)工藝評(píng)定檢驗(yàn)按照HG/T4280,HG/T4282,HG/T42839.2熱熔焊質(zhì)量檢測(cè)9.2.1聚乙烯管道外觀(guān)檢查9.2.1.1聚乙烯管道焊口質(zhì)量外觀(guān)檢驗(yàn)項(xiàng)目及要求見(jiàn)表12。表12聚乙烯管道焊口質(zhì)量外觀(guān)檢驗(yàn)項(xiàng)目及要求規(guī)格縫隙兩翻邊之間的縫隙根部高于所焊管表面1mm,最大為翻邊高度的85%錯(cuò)邊卷邊高度/mm卷邊寬度/mm4≤△≤96≤△≤118≤△≤149≤△≤15單邊寬度/mm1.5≤△≤3.52≤△≤4.52.5≤△≤53≤△≤5.53.5≤△≤64≤△≤74.5≤△≤7.5外觀(guān)檢查焊口部位嚴(yán)禁使用有劃傷、撞傷的管材、管件。焊縫應(yīng)有兩翻邊：焊道翻卷到管外圓周上，表面應(yīng)飽滿(mǎn)、光滑，無(wú)氣孔、鼓泡和裂紋。同一焊口兩卷邊形狀均勻一致，每個(gè)焊縫的卷邊寬度相近9.2.1.2卷邊幾何形狀：9.2.1.3焊縫凸起鼓包的卷邊(見(jiàn)圖5)中心高度K值必須大于0。圖5熱板對(duì)接焊凸起鼓包的卷邊形成9.2.1.4焊接部位的錯(cuò)邊量不應(yīng)超過(guò)管材壁厚的10%。9.2.1.5焊口不允許卷邊分離，形成V形。9.2.2卷邊切除檢查9.2.2.1卷邊外觀(guān)檢查拉伸性能試驗(yàn)測(cè)試方法應(yīng)當(dāng)符合GB/T19810的要求。靜液壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法應(yīng)當(dāng)符合GB/T6111的要求。HG/T4281—2011d)電熔管件承口應(yīng)當(dāng)與連接的管材保持同軸；9.3.1.2剖面檢驗(yàn)拉伸剝離試驗(yàn)方法應(yīng)符合GB/T19808的要求。擠壓剝離試驗(yàn)方法應(yīng)符合GB/T19806的要求。靜液壓強(qiáng)度試驗(yàn)方法應(yīng)符合GB/T6111的要求。9.3.2.1外觀(guān)檢查b)電熔鞍形管件與管材焊接后，從觀(guān)察孔應(yīng)當(dāng)能看到有少量的聚乙烯頂出，但是頂出物不得呈c)電熔鞍形管件應(yīng)當(dāng)與連接的管材軸向垂直。9.3.2.2撕裂剝離試驗(yàn)拉伸剝離試驗(yàn)方法應(yīng)符合TSGD2002—2006附件H的要求。擠壓剝離試驗(yàn)方法應(yīng)符合GB/T19806的要求。10焊工要求10.1理論和技能要求焊工應(yīng)具備相關(guān)的焊接理論知識(shí)和實(shí)際操作技術(shù)。10.2工藝要求焊接操作應(yīng)按照程序工藝要求進(jìn)行施工。HG/T4281—2011(資料性附錄)塑料材料與所采用焊接方法對(duì)應(yīng)表A.1塑料材料與所采用焊接方法見(jiàn)表A.1。表A.1塑料材料與所采用焊接方法對(duì)應(yīng)表材料種類(lèi)焊件形狀焊接工藝名稱(chēng)序號(hào)大類(lèi)小類(lèi)英文名稱(chēng)中文名稱(chēng)熱風(fēng)焊擠出焊熱熔焊電熔焊1PVCPVC-C氯化聚氯乙烯板材√√管道√√PVC-UPVC)非增塑聚氯乙烯(硬質(zhì)聚氯乙烯)板材√√管道√√2PP-BPolypropyleneblockcopolymer嵌段共聚聚丙烯板材√管道√√PP-HPolypropylenephotopolymer均聚聚丙烯板材√√√管道√√√√PP-RPolypropylenerandomcopolymer無(wú)規(guī)共聚聚丙烯板材√管道√√3PE-LDLowdensitypolyethylene低密度聚乙烯板材√√√管道√√√√PE-MDMediumDensityPolyethylene中密度聚乙烯板材√√√管道√√√√PE-HDHighdensitypolyethylene高密度聚乙烯板材√√√管道√√√√4PVDFPolyvinylidenefluoride聚偏氟乙烯板材√√管道√√√5PTFEPolytetrafluoroethene改性聚四氟乙烯板材√√管道√√6Polyamide聚酰胺(尼龍)管道√√√7丙烯腈/丁二烯/苯乙烯塑料板材√√管道√√HG/T4281—2011(規(guī)范性附錄)B.1焊縫、接頭和坡口形式坡口形式見(jiàn)表B.1和表B.2。焊縫形式內(nèi)容分類(lèi)內(nèi)容說(shuō)明對(duì)接焊縫接頭形式對(duì)接接頭T形接頭角接接頭圖示坡口形式V形(單V型、雙V型、單U型、雙U型)、X形V形(單V型、雙V型)、X形V形(單V型、雙V型)、X形角接焊縫接頭形式對(duì)接接頭T形接頭角接接頭圖示坡口形式L形L形L形搭接焊縫接頭形式直搭接頭墊搭接頭圖示坡口形式L形L形HG/T4281—2011焊縫形式內(nèi)容分類(lèi)內(nèi)容說(shuō)明熱熔焊縫接頭形式熱熔對(duì)接直管接頭熱熔對(duì)接三通接頭熱熔承插接頭熱熔鞍形接頭圖示坡口形式I形I形C形A形電熔焊縫接頭形式電熔承插接頭電熔鞍形接頭圖示坡口形式C形A形C.1熱風(fēng)焊和擠出焊焊接過(guò)程記錄表熱風(fēng)焊和擠出焊焊接過(guò)程記錄表見(jiàn)表C.1。訂單號(hào)：圖紙?zhí)枺汉附庸荆汉腹?姓名/簽字):工藝類(lèi)型：焊接靴編號(hào)：焊接設(shè)備：焊縫形式(比如：DVS2205):材料：需焊接材料：半成品形式、厚度：焊接填料：焊接條件：熱氣溫度/℃:機(jī)筒加熱/℃:軟管加熱：意見(jiàn)：氣流速度/(L/min):材料溫度/℃:焊接速度/(mm/min):焊工(簽字和日期):焊接監(jiān)督(簽字和日期):HG/T4281—2011焊工姓名單位焊工編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)尺寸比管材規(guī)格加熱部件溫度拖動(dòng)壓力/MPa接縫壓力/MPa熔接壓力/MPa切削厚度/mm翻邊高度/mm吸熱時(shí)間/s夾具開(kāi)閉時(shí)間/s調(diào)壓時(shí)間/s冷卻時(shí)間/s操作步驟HG/T4281—2011熱熔對(duì)接焊施工日志見(jiàn)表C.3。序號(hào)時(shí)間環(huán)境溫度/℃管材直徑/mmPE材質(zhì)SDR值管材信息拖動(dòng)壓力/MPa接縫壓力/MPa翻邊高度/mm吸熱時(shí)間焊接時(shí)間s操作人備注123456789HG/T4281—2011電熔焊焊口操作記錄表見(jiàn)表C.4。表C.4電熔焊焊口操作記錄表焊工姓名單位名稱(chēng)焊工編號(hào)：標(biāo)準(zhǔn)尺寸比管材規(guī)格/mm氧化層刮取長(zhǎng)度與厚度/mm焊接時(shí)間/s冷卻時(shí)間/s操作步驟電熔焊施工日志見(jiàn)表C.5。表C.5電熔焊施工日志序號(hào)時(shí)間環(huán)境溫度/℃管件規(guī)格管件類(lèi)型管件廠(chǎng)家焊接電壓/V焊接時(shí)間/s操作人備注123456789材料焊接方式焊接壓力F/N(焊條直徑3mm)焊接壓力F/N(焊條直徑4mm)熱風(fēng)溫度風(fēng)量/(L/min)PVC-UHGW-1HGW-2PVC-CHGW-1HGW-2PVC-PHGW-1HGW-2HGW-1HGW-2PE-HDHGW-1HGW-2PVDFHGW-1HGW-2HGW-1HGW-2ABSHGW-1HGW-2注：熱風(fēng)溫度是指風(fēng)嘴中部進(jìn)去5mm處的溫度。材料熱風(fēng)溫度b風(fēng)量/(L/min)PE-HDd210～230210～300210～240210～300a用溫度探針測(cè)試的擠出焊接機(jī)出料口出熔體的溫度。b出風(fēng)口中部進(jìn)去5mm處的溫度。c在正常大氣壓下進(jìn)入擠出焊接機(jī)的冷空氣的流量。dPE-HD是指PE63、PE80、PE100。公稱(chēng)壁厚對(duì)準(zhǔn)加熱轉(zhuǎn)換焊接加熱部件溫度230℃±8℃轉(zhuǎn)換時(shí)間焊接壓力形成時(shí)間冷卻時(shí)間對(duì)準(zhǔn)時(shí)間結(jié)束后加熱部件上的翻邊高度(對(duì)準(zhǔn)p=0.60N/mm2)加熱時(shí)間=15e(加熱p≤0.01N/mm2)6485679公稱(chēng)壁厚對(duì)準(zhǔn)加熱轉(zhuǎn)換焊接加熱部件溫度210℃±10℃轉(zhuǎn)換時(shí)間焊接壓力形成時(shí)間焊接壓力下冷卻時(shí)間對(duì)準(zhǔn)時(shí)間結(jié)束后加熱部件上的翻邊高度(對(duì)準(zhǔn)p=0.01N/mm2)加熱時(shí)間≈(加熱p≤6.0～7.07.0～12.0330～40026.0～37.040～5537.0～50.0485～560公稱(chēng)外徑dn熱熔深度加熱時(shí)間焊接時(shí)間冷卻時(shí)間6688