Способ соединения материалов

 

Использование: соединение материалов, например геотекстильных, при баллансировке магистральных трубопроводов, при склеивании плит в мебельной промышленности. Сущность изобретения: между соединяемыми внахлест материалами размещают термокомпозиционный элемент, предварительно покрытый с обеих сторон полипропиленом. Соединение материалов осуществляют сжиганием термокомпозиционного элемента. Возможно упрочнение соединения за счет нанесения рисок на соединяемые поверхности или размещения между ними металлических элементов диаметром 0,4 - 0,6 мм и длиной 2 - 3 мм, при этом термокомпозиционный элемент предварительно намагничивают. 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к строительству и может быть использование при сооружении магистральных трубопроводов при их балластировке с использованием геотекстильных материалов, при теплоизоляции трубопроводов, при склеивании плит в мебельной промышленности, а также в химической, машиностроительной и других отраслях промышленности.

Известны способы склеивания материалов путем нанесения на одну из склеиваемых поверхностей слоя порошкообразного сверхмолекулярного полиэтилена с размером частиц 0,1-0,25 мм при толщине слоя 5-10 мм с последующим горячим прессованием под давлением не менее 10 МПа.

Известен способ склеивания древесины и древесных материалов, заключающийся в нанесении на склеиваемые поверхности карбомидоформальдегидного клея и порошкообразного наполнителя-аморфного кремнезема (побочного продукта производства криолита) с последующим прессованием склеиваемых материалов.

Недостатком известных способов являются большие затраты времени на нанесение на склеиваемые поверхности порошкообразных клеящих материалов и использование специальных устройств для нагрева указанных клеящих материалов.

Наиболее близким к заявленному является способ, реализованный в работе устройства для сварки полимерных материалов. Известный способ заключается в укладке полимерных материалов-полотнищ внахлест и сваривании их путем термического воздействия при прокатывании по ним нагретого ролика. Выступы ролика расплавляют материал верхнего слоя и прижимают его к нижнему слою, в результате чего полосы скрепляются между собой в точках контакта выступов ролика с материалом.

Недостатком этого способа является возможность соединения только полимерных материалов, что ограничивает промышленное использование известного способа.

Цель изобретения - расширение технологических возможностей способа соединения материалов за счет соединения разнородных материалов, а также повышение надежности соединения.

Поставленная цель достигается тем, что способ соединения материалов, включающий укладку между соединяемыми поверхностями материала - термокомпозиционного элемента с выступающими за кромки соединяемых материалов концом, сжатием материалов, термическим воздействием путем поджигания выступающего конца термокомпозиционного элемента, а соединение материалов осуществляют путем оплавления термокомпозиционного элемента в процессе его горения. Согласно изобретению перед соединением на термокомпозиционный элемент с обеих его сторон накладывают полипропиленовый материал.

В качестве полипропиленового материала берут марку "Терфил-2". Термокомпозиционный элемент намагничивают перед укладкой на него полипропиленового материала.

На поверхность полипропиленового материала наносят металлическую структуру (элементы), которую берут диаметром 0,4-0,6 мм и длиной 2-3 мм.

На соединяемых гладких и твердых материалах выполняют риски глубиной 0,4-0,6 мм.

На фиг. 1 изображены соединяемые древесные плиты с термокомпозиционным элементом, полипропиленовым материалом и металлическими элементами перед сжатием; на фиг. 2 - то же, в сжатом (соединенном) состоянии; на фиг. 3 - риски на поверхности соединяемых материалов; на фиг. 4 - то же, без металлических элементов; на фиг. 5 - то же, в сжатом (соединенном) состоянии.

На фиг. 1-5 - изображены соединяемые материалы, например, древесные плиты 1, термокомпозиционный элемент 2 с выступающими концами 3, полипропиленовый материал 4, металлические элементы 5, риски 6.

Способ осуществляют следующим образом.

Берут соединяемые материалы 1, например две отшлифованных древесные плиты из твердых пород, и на их соединяемых гладких поверхностях при помощи фрезы выполняют риски 2 на глубину 0,4-0,6 мм.

Термокомпозиционный элемент 3 состоит из горючего вещества с пластификатором, в который включен металлический порошок или магнитный порошок. Если включен металлический порошок, то термокомпозиционный элемент намагничивают перед накладкой на него полипропиленового материала. В состав горючего вещества могут входить бездымный порох 60-65%, сера 8-10%, древесный уголь 12-15%, силикатный клей 3-5% и капроновая крошка 3-5%. Эти компоненты могут варьироваться как по количественному, так и по качественному содержанию и в иных пропорциях в зависимости от характеристики соединения материалов указанным способом.

На термокомпозиционный элемент 3 с обеих его сторон накладывают пористый волокнистый полипропиленовый материал 4 из полосы толщиной 2-4 мм. В качестве полипропиленового материала может быть "Терфил-2". Полосу из "Терфила-2" после накладки пришивают к термокомпозиционному элементу капроновой ниткой. После этого на полипропиленовый материал наносят при помощи воздушного напыления металлические элементы 5 (стружку) диаметром 0,4-0,6 мм и длиной 2-3 мм, которые под воздействием магнитных сил термокомпозиционного элемента устанавливаются в поры полипропиленового материала и перпендикулярно к продольной оси термокомпозиционного элемента. После чего термокомпозиционный элемент с полипропиленовым материалом 4 и металлическими элементами 5 укладывают между соединяемыми поверхностями древесных плит, причем укладку производят таким образом, что концы термокомпозиционного элемента 3 выступают за кромки соединяемых плит. Поджигают выступающие концы и соединение материалов осуществляют путем оплавления термокомпозиционного элемента и полипропиленового материала в процессе горения термокомпозиционного элемента. Производят сжатие плит.

В этот период металлические элементы под воздействием усилия сжатия входят в склеиваемые поверхности на 0,2-0,4 мм и в риски, а оплавленный полипропиленовый материал заполняет пространство между металлическими элементами 5 и рисками, что обеспечивает надежное соединение древесных плит. Диаметр элементов 0,4-0,6 берут для того, чтобы они входили в плиты с наименьшим усилием. Глубина рисок выбрана оптимальной для заполнения в них расплавленного полимера. Прочность соединения материалов определяется прочностными свойствами склеивающего полипропиленового материала (полимера). Металлические элементы 5 придают склеивающим материалам устойчивость сдвигу.

Соединение материалов можно производить описанным способом с использованием полипропиленового материала без стружки и нанесения рисок на соединяемых поверхностях. В этом случае в качестве соединяемых материалов берут мягкие породы дерева и др.

Соединения материалов можно производить с нанесением на их поверхности рисок и с использованием пропиленового материала. Для соединения берут более твердые материалы или разнородные. В этом случае на твердом материале делают риски.

Если соединяемые материалы предназначаются для работы под нагрузкой и в ответственных местах, то для их соединения используют полипропиленовый материал, риски, металлические элементы.

Если для соединения материалов не используется металлические элементы (стружка), то, следовательно, не намагничивают термокомпозиционный элемент.

Формула изобретения

1. СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в их укладке внахлест и соединении путем их оплавления при термическом воздействии и их сжатии, отличающийся тем, что термическое воздействие осуществляют за счет сжигания термокомпозиционного элемента, причем последний размещают между соединяемыми материалами и предварительно покрывают с обеих сторон полипропиленовым материалом.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что термокомпозиционный элемент намагничивают перед покрытием его полипропиленовым материалом.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве пропиленового материала используют "Терфил-2".

4. Способ по п.2, отличающийся тем, что на поверхность полипропиленового материала наносят металлические элементы.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что металлические элементы имеют размеры по диаметру 0,4 - 0,6 мм и длине 2 - 3 мм.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что на соединяемых гладких и твердых поверхностях выполняют риски.

7. Способ по пп.1 и 6, отличающийся тем, что риски выполняют глубиной 0,4 - 0,6 мм.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5