内装绕组的塑料部件焊接方法与机器技术

本发明专利技术涉及对具有内装绕组的塑料部件进行自动焊接，它不会因焊接温度过高而损伤待焊接的部件（１、２、３），其中设有用来改变供给绕组之电能的调节装置（１０，１５），以便在焊接阶段将绕组的温度保持在：低于它时不能进行焊接的最低温度与超过它时将损伤这些部件的最高温度之间。本发明专利技术特别适用于由塑料管道进行受压气体分配系统的制造。（*该技术在2008年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及将塑料部件相互自动焊接的方法与机器。周知在多种用途中，尤其是用在气体分配系统的施工中，当前已越来越经常地采用塑料特别是聚乙烯制作的管道。这类管道是不能满意地用粘合剂结合在一起的，因而必须将它们焊接，更具体地说需将它们进行热焊接。愈益广泛应用的一种方法是，通过在其内表面上有绕组的套筒来将一些管道连接起来。焊接作业按下述方式进行将此绕组连接一电源，靠焦耳效应加热绕组，而使该套筒与对应的管道融合，由此，实现了焊接。另一些部件，例如支管与管塞等，也是根据相同原理而接合到相应系统上的。同时还必须知道，当前已有若干家部件制造厂，对于上述的特别是由聚乙烯制成的部件是采用电焊方式把它们结合起来的。每一家制造厂都为在可靠条件下焊接它的有关设备拟定了精确的操作规程。然而这些规程在今天是基于这样一种焊接技术一方面，用来帮助均匀进行焊接作业的温度读数只取直接实施于待焊接部件的温度读数;另一方面，用电源把电能加到套筒的引线，该电能可以是电压或电流强度，后者的有效值在所建议的整个焊接时间基本上恒定。将可得知，在整个加热时间内将绕组保持在恒定电压(或电流强度)之下，使会在全部焊接时间内让绕组的温度持续上升。所以，各家制造厂不得不去精确地定出为能焊接好其有关设备所需的理想工作时间。此外，这样的焊接时间还必须在现场的实际作业中严格遵守。事实上，上述焊接方法有着各式各样的影响焊接质量的缺点。当采用的焊接时间过短，温度升高得不充分，焊接的质量就会较差。当采用的焊接时间过长，就可能要损伤构成待焊接部件的塑料，同时会产生高温而在绕组的线圈间发生短路。此外已注意到，当管道加工得不完善(不规则或表面划痕太深等)以及待焊接之管道与套筒间存在晃动，此时都会对焊接质量有重要影响。因此，上述的先有焊接技术在绝大多数情形，都必须把焊接时间作为待焊合部件的初始温度函数去作出校正，或者对套筒绕组的电阻值给出很窄的生产容差。本专利技术之目的在于避免上述困难，以使用户能在最佳可能条件下从事焊接，尤其是不会招致由于焊接温度升高到使有关部件因塑性变形而受损伤的温度之上，而损毁待焊合的部件的危险。为此目的，本专利技术的方法明确规定为在焊接阶段，装配在前述套筒内之绕组的温度被保持在下述的最低温度与最高温度之间低于此最低温度，有关部件不能相互焊合;而此最高温度则相应于使这些部件经一段时间间隔t受到损伤的温度，此时间间隔t为logt≥- (A)/(T) +B其中T为绕组温度，t对应于T1＜T＜T2的时间，而A与B为相应于焊接参数的常数。按照上述方法，任何使待焊合部件受到过度加热的风险可以有效地消除，这是因为焊接时间被确定在一最短与最长的时间间隔之间，前者对应于足以使温度升高到可使这些部件相互焊合，后者对应于使这些待焊接的部件过度地熔合。即将看到，要是本专利技术的方法付诸实施，上述的焊接时间(即绕阻被加热的时间)将不再是使焊接具备合格质量所必不可少的参数，所以可按下述方式来对它进行选择，使焊接质量几乎完全不受待结合之部件加工结果(如擦伤)或这些部件与套筒间的晃动的影响，甚至不受这些部件初始温度的影响。此外，本专利技术的方法对于绕组的电阻值还允许有较宽的生产容差范围，并具有易应用于现有的可电焊之套筒上的优点。至于实施本专利技术方法的机器，它的特别之处是具有可调节供给于绕组之电能(电压或强度)的功能，使得焊接阶段的电能能在这段期间内让绕组的温度处于前述的最低与最高焊接温度之间变化。从下面对照附图以举例方式阐述本专利技术的三个实施例所作的描述中，将可更清楚地理解本专利技术。附图中附图说明图1为本专利技术之第一实施例的框图;图2为本专利技术之第二实施例的框图;图3则为本专利技术之第三实施例的框图;图4与5为曲线图，它们按照先有工艺中的方法，分别说明了作为时间t之函数的绕组温度T的变化趋势，以及作为时间t之函数的供给于此绕组之电能(电压U或电流强度I)的变化趋势。图6与7均为曲线图，它们依据本专利技术的方法，表示了作为时间t之函数的绕组温度T的变化趋势。图8至10都是曲线图，说明了依据本专利技术时作为时间t之函数的供给于绕组之电能(电压U或强度I)的变化趋势。首先参看图1，其中示意地表明了两个例如用聚乙烯塑料制得的管件1与2，它们通过一个同样由聚乙烯制的套管3跨套着管件1与2相互抵靠的端部而热焊在一起。按常用的方法，套筒3在其内壁的邻近处装配有绕组(未示明)，绕组的端部可通到两个电源接线端4与5。套管3是以一种公知的方式热焊合至管件1与2上，即让电源6供给的电能通过接线端4与5之间，并精确地算出特定的工作时间，以便使这些部件的温度能合适地升高到可保证进行良好热焊接的程度。以上有关数据主要取决于部件3，尤其是以下参数;套筒的直径、它的壁厚、内装绕组的电阻、套筒的长度、塑料的质量以及所估计的焊接时间ts等。如图所示，以上参数是储存于机器7的模拟/逻辑单元9的内存储器8之中。然而，在本专利技术中，为了能在焊接阶段使紧邻焊接界面的绕组温度严格地保持在最低温度T1(低于它，部件1、2与3不能互相焊合)与最高温度T2(对应于会使上述部件损伤或熔合过度的温度)之间，此存储器8还包括有与最高允许绕组温度T数值(T1＜T＜T2)有关的信息。还将看到，以后将参考的其它数据也将储存在存储器8之中。用任何已知方式将上述信息从存储器8中读出并通过线路11传输，同时以此作为机器内预定数据处理焊接程序的函数，在此基础上，处理部件10将在模拟/逻辑单元9确定出需由功率单元12为套筒3接线端4与5间之加热用绕组的电源线13提供的电能。如图示，经功率单元12引至电源线13的电能是由电源6所供给的，后者例如可以是电流网络是在现场使用的发电机。更具体地说，电源6是由电路14连至部件15上，后者用来控制供给绕组的电能(有效电压U或强度I)，部件15则由电路25连接到前述处理部件10之上。这样，电能的调节值已在其中确定并能用其中的微处理机予以控制的上述处理部件10，就可将控制信号传送给功率单元12的调节部件15。在已知的焊接方法中，在将电能供给绕组时，迄今都是在整个焊接时间ts内将一恒定的有效电压或强度供给于绕组的接线端4与5之间，此时间ts乃是制造厂建议用来使部件1、2与3(参看图5)获得“适当”焊接的全部工作时间。在此整个时间间隔ts(图4)内，绕组的温度持续上升。在本专利技术中，调节部件15在处理部件10的控制下，于整个焊接时间ts内将改变和调整供给绕组的电能值，使绕组的温度在焊接阶段保持在温度T1与T2之间。实际上，部件间界面紧邻区域中绕组的温度在时间间隔t中将控制到使得logt≥ (A)/(T) +B，其中A与B为常数，对应于作为所用塑料材料的函数而采用的焊接参数。由此，对于处在T1与T2间的材料温度T，此温度将大致保持一段时间t，使得待焊接之部件界面处的分子发生位移并在内部充分地互连，而达到高质量的焊接。于是，这样的焊接在整个焊接阶段将基本上遵从上述的变化规律。图6与图7阐明了绕组温度在时间间隔ts内依上述规律变化趋势的两个典型例子。图6表明，此温度首先渐增，然后在T1(极限焊接温度)与T2(损伤材料的温度)间基本上恒定，直到经过时间间隔ts。相反，在图7中，同样于T1至T2间，这一温度经过一段较长的时间升至一极限值，然后下降，直到时间ts本文档来自技高网...

【技术保护点】
由具有自动控制装置的机器，对于有内装绕组之塑料部件通过电加热来对这些部件进行焊接的一种方法，其特征是在焊接阶段，此绕组的温度在下述时间间隔ｔ内，严格地保持在低于它时不能使部件焊接的最低温度Ｔ↓〔１〕与相应于不损伤所说部件的最高温度Ｔ↓〔２〕之间，此时间间隔ｔ为ｌｏｇｔ≥Ａ／Ｔ＋Ｂ式中的ｔ是此绕组温度处在Ｔ↓〔１〕与Ｔ↓〔２〕间的时间，Ｔ为此绕组在该范围内所达到的温度，而Ａ与Ｂ则为与焊接参数相应的常数。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：麦克斯尼斯伯尤曼，依里科费得斯皮尔，
申请(专利权)人：法国煤气部，
类型：发明
国别省市：FR[法国]