連續(xù)性纖維增強(qiáng)管對接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種連續(xù)性纖維增強(qiáng)管對接方法，屬于塑料管材的焊接技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]連續(xù)性纖維增強(qiáng)管是一種內(nèi)、外層以熱塑性塑料為基體材料、中間層以連續(xù)性纖維復(fù)合材料為增強(qiáng)帶的高壓塑料復(fù)合管材，通常用作埋地供水管或者燃?xì)夤?，其環(huán)剛度、強(qiáng)度等性能遠(yuǎn)優(yōu)于普通塑料管材。
[0003]現(xiàn)有塑料管材的連接方式主要有電熔管件套接、承插式膠圈連接、電熔帶焊接、法蘭對接、熱熔對接等。采用電熔管件套接只適用于小口徑管材連接，且電熔管件成本高昂；承插式膠圈連接成本較高，且管材連接處承壓能力差，易出現(xiàn)泄露的情況；電熔帶焊接是使用電熔帶將被連接管材的端部包裹在一起，通電焊接，但焊接接口處強(qiáng)度和剛度較低，且焊接時(shí)難以操作；法蘭對接需要將管材端部焊接上法蘭盤后再進(jìn)行對接，工藝程序復(fù)雜且成本較高。
[0004]相比而言，熱熔對接無需連接配件，工序簡單、成本低廉，且熔接接頭處的強(qiáng)度優(yōu)于管材本身強(qiáng)度。普通塑料管材進(jìn)行熱熔對接時(shí)，通常采用熱熔電焊機(jī)來加熱管材端部，使其熔融后，迅速將兩根被連接件端部貼合，保持有一定的壓力，經(jīng)冷卻達(dá)到熔接的目的。由于連續(xù)性纖維增強(qiáng)管的特殊結(jié)構(gòu)，其中間夾層連續(xù)性纖維增強(qiáng)帶與基體材料熱塑性塑料的物理性質(zhì)(熔點(diǎn)等)不同，故連續(xù)性纖維增強(qiáng)管不能采用普通塑料管材熱熔對接的方式進(jìn)行對接；目前連續(xù)性纖維增強(qiáng)管的對接方式只能采用成本高昂的電熔管件套接或者工藝程序復(fù)雜的法蘭對接。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是針對連續(xù)性纖維增強(qiáng)管的特殊結(jié)構(gòu)，所提供一種成本低廉、工藝簡單的連續(xù)性纖維增強(qiáng)管對接方法。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:連續(xù)性纖維增強(qiáng)管對接方法，包括以下步驟:
[0007]a、連續(xù)性纖維增強(qiáng)管管材端部熱處理:切取管材，使其端面與軸線垂直；根據(jù)管材管徑的不同，標(biāo)記管材插入深度，同時(shí)將加熱套筒加熱至400°C ;將管材的端部沿軸向水平插入加熱套筒中，管材插入部分的圓周外壁與加熱套筒內(nèi)壁之間的距離為5-20mm ;根據(jù)管材管徑的不同加熱4-10min后，此時(shí)管材端部呈半熔融狀態(tài)；
[0008]b、連續(xù)性纖維增強(qiáng)管管材端部翻邊處理:使用翻邊機(jī)對管材進(jìn)行翻邊處理，所述翻邊機(jī)主要由液壓傳動(dòng)裝置、翻邊模具、夾持件、機(jī)座組成；翻邊模具主體是圓盤狀底板，底板中心設(shè)置有通孔，底板一側(cè)上設(shè)置有管體，管體外徑與管材的內(nèi)徑匹配，管體外壁與底板連接處設(shè)置擴(kuò)口倒角，底板同一側(cè)上設(shè)置有環(huán)形凸起，凸起與管體同軸，管體、凸起與底板之間形成環(huán)狀凹槽，凸起與底板連接處有圓弧倒角，凸起頂部形成環(huán)形刀口 ；夾持件主體為圓筒體結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)半圓筒體連接組成，夾持件端面設(shè)置有翻邊，夾持件端面與內(nèi)壁的過渡段設(shè)置有加強(qiáng)倒角，環(huán)狀壓板與凸起頂部接觸時(shí)，環(huán)狀壓板與凹槽之間形成成型腔；
[0009]通過夾持件將管材固定在機(jī)座上，翻邊模具通過通孔與液壓傳動(dòng)裝置的頂板固定連接，管材與翻邊模具同軸，啟動(dòng)液壓傳動(dòng)裝置，根據(jù)管材管徑的不同向頂板施加1200-2400N的力，頂板受力擠壓翻邊模具，翻邊模具沿軸向前移動(dòng)擠壓管材，管材端部逐漸擴(kuò)口外翻，并進(jìn)入翻邊模具的環(huán)形凹槽之中，當(dāng)環(huán)狀壓板與凸起頂部接觸時(shí)，關(guān)閉液壓傳動(dòng)裝置，管材翻邊在成型腔內(nèi)成型；待管材翻邊部分冷卻固化之后，取下管材；
[0010]c、熱熔對接:將加熱板加熱至210-240°C后，貼合在被連接管材翻邊的端面進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間為30-50s，取下加熱板，將兩根被連接管材的軸線對齊，施加200-400N的外力將兩根被連接管材翻邊端面熔合在一起，待翻邊端面完全冷卻固化后完成對接。
[0011]其中，步驟a中，連續(xù)性纖維增強(qiáng)管管徑為DNllOmm，壁厚5.3mm，管材插入加熱套筒的深度為78-82_，管材插入加熱套筒部分的圓周外壁與加熱套筒內(nèi)壁之間的距離為9-11mm，管材端部在加熱套筒中的加熱時(shí)間為5_7min。
[0012]進(jìn)一步的是，步驟b中，啟動(dòng)液壓傳動(dòng)裝置，向頂板施加1500-1800N的力擠壓翻邊模具。
[0013]進(jìn)一步的是，步驟c中，將加熱板加熱至220-230°C后，貼合在被連接管材翻邊的端面進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間為35-40s，取下加熱板，將兩根被連接管材的軸線對齊后施加250-300N的外力將兩根被連接管材翻邊端面熔合在一起，冷卻固化后完成對接。
[0014]本發(fā)明的有益效果是:針對連續(xù)性纖維增強(qiáng)管的特殊結(jié)構(gòu)，提供一種成本低廉、工藝簡單的連續(xù)性纖維增強(qiáng)管對接方法。本發(fā)明連續(xù)性纖維增強(qiáng)管對接方法主要包括:a、管材端部熱處理；b、管材端部翻邊處理；c、熱熔對接；其中步驟a通過對加熱溫度、加熱時(shí)間、管材伸入加熱套筒部分的圓周外壁與加熱套筒內(nèi)壁的距離等因素的控制，將管材端部加熱至半熔融狀態(tài)，這種半熔融狀態(tài)與常規(guī)的熔融或半熔融狀態(tài)不同，具體是比常規(guī)的熔融程度低，保證了連續(xù)性纖維增強(qiáng)帶始終位于管材中間夾層的位置，從而保證了連續(xù)性纖維增強(qiáng)管的整體性能；步驟b中，通過對擠壓力的控制，保證管材翻邊在成型過程中不出現(xiàn)管材撐裂或者成型不到位的現(xiàn)象，管材翻邊在翻邊模具與夾持件端面的環(huán)形壓板配合形成的成型腔中成型，保證了翻邊成型質(zhì)量；步驟c中，通過對加熱溫度、加熱時(shí)間、被連接管材對接時(shí)施加外力的控制，保證了管材對接的質(zhì)量。本發(fā)明具體方案(整體技術(shù)方案)的控制，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)性纖維增強(qiáng)管的低成本對接，保證質(zhì)量，5.3mm厚連續(xù)性纖維增強(qiáng)管對接后能承受5MPa以上的壓強(qiáng)，適合在本領(lǐng)域內(nèi)推廣應(yīng)用。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明翻邊機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本發(fā)明翻邊模具的軸向剖面示意圖；
[0017]圖3為本發(fā)明夾持件的軸向剖面示意圖；
[0018]圖4為本發(fā)明連續(xù)性纖維增強(qiáng)管完成翻邊后的剖面示意圖；
[0019]圖中標(biāo)記為:液壓傳動(dòng)裝置1、翻邊模具2、夾持件3、機(jī)座4、頂板11、底板21、通孔22、管體23、擴(kuò)口倒角24、凸起25、圓弧倒角26、環(huán)狀壓板31、加強(qiáng)倒角32。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0021]連續(xù)性纖維增強(qiáng)管對接方法，包括以下步驟:
[0022]a、連續(xù)性纖維增強(qiáng)管管材端部熱處理:切取管材，使其端面與軸線垂直；根據(jù)管材管徑的不同，標(biāo)記管材插入深度，同時(shí)將加熱套筒加熱至400°C ;將管材的端部沿軸向水平插入加熱套筒中，管材插入部分的圓周外壁與加熱套筒內(nèi)壁之間的距離為5-20mm ;根據(jù)管材管徑的不同加熱4-10min后，此時(shí)管材端部呈半熔融狀態(tài)；
[0023]b、如圖1、圖2、圖3所示，連續(xù)性纖維增強(qiáng)管管材端部翻邊處理:使用翻邊機(jī)對管材進(jìn)行翻邊處理，所述翻邊機(jī)主要由液壓傳動(dòng)裝置1、翻邊模具2、夾持件3、機(jī)座4組成；翻邊模具2主體是圓盤狀底板21，底板21中心設(shè)置有通孔22，底板21 —側(cè)上設(shè)置有管體23，管體23外徑與管材的內(nèi)徑匹配，管體23外壁與底板21連接處設(shè)置擴(kuò)口倒角24，底板21同一側(cè)上設(shè)置有環(huán)形凸起25，凸起25與管體23同軸，管體23、凸起25與底板21之間形成環(huán)狀凹槽，凸起25與底板21連接處有圓弧倒角26，凸起25頂部形成環(huán)形刀口 ；夾持件3主體為圓筒體結(jié)構(gòu)，由兩個(gè)半圓筒體連接組成，夾持件端面設(shè)置有翻邊31，夾持件3端面與內(nèi)壁的過渡段設(shè)置有加強(qiáng)倒角32，環(huán)狀壓板31與凸起25頂部接觸時(shí)，環(huán)狀壓板31與凹槽之間形成成型腔；
[0024]通過夾持件3將管材固定在機(jī)座上，翻邊模具2通過通孔22與液壓傳動(dòng)裝置1的頂板11固定連接，管材與翻邊模具2同軸，啟動(dòng)液壓傳動(dòng)裝置1，根據(jù)管材管徑的不同向頂板11施加1200-2400N的力，頂板11受力擠壓翻邊模具2，翻邊模具2沿軸向前移動(dòng)擠壓管材，管材端部逐漸擴(kuò)口外翻，并進(jìn)入翻邊模具2的環(huán)形凹槽之中，當(dāng)環(huán)狀壓板31與凸起25頂部接觸時(shí)，關(guān)閉液壓傳動(dòng)裝置1，管材翻邊在成型腔內(nèi)成型；待管材翻邊部分冷卻固化之后，取下管材；
[0025]c、熱熔對接:將加熱板加熱至210_240°C后，貼合在被連接管材翻邊的端面進(jìn)行加熱，加熱時(shí)間為30-50s，取下加熱板，將兩根被連接管材的軸線對齊，施加200-400N的外力將兩根被連接管材翻邊端面熔合在一起，待翻邊端面完全冷卻固化后完成對接。
[0026]由于連續(xù)性纖維增強(qiáng)管的特殊結(jié)構(gòu)，其中間夾層連續(xù)性纖維增強(qiáng)帶與基體材料熱塑性塑料的物理性質(zhì)(熔點(diǎn)等)不同，若將管