Как сварить пластик мотоцикла?

May 13, 2015 20:22

Говорил мне друг: «Не покупай спорт первым мотоциклом - пластика много, падать дорого будет однако.!»
Я не послушался частично и купил А-ля Спорт и понял, что современные мотоциклы это не только два колеса и куча железяк из различных сплавов, но и мешок пластиковых деталей. Поэтому наряду с навыком исправления рычагов, нужно обладать навыком восстановления пластиковых деталей. Детали из современных материалов дорогие и успех в этом деле поможет сэкономить немало деньжат.



В интернете имеется куча информации о том, как и чем сварить расколотый пластик. Смотри, учись и делай!
Вот и решил я, по воле случая, тоже сварить пластик и еще раз описать этот процесс.

Немного теории о воссоединении единства

По пластикам я не большой специалист, поэтому свои поверхностные знания черпал из Интернет.

Оказалось, все полимерные материалы по типу полимерного компонента и характеру физических и химических превращений, протекающих в нем при получении и переработке и определяющих способ и условия последних, пластические массы подразделяют на два принципиально различных класса: термопласты и реактопласты (взято отсюда).

Термопласты - это пластические массы на основе линейных или разветвленных полимеров, сополимеров и их смесей, обратимо переходящих при нагревании в пластическое или вязкотекучее состояние в результате плавления кристаллической и/или размягчения аморфной (стеклообразной) фаз. Представителями являются: ABS пластик, полиэтилен, полипропилен.

Реактопласты - это пластические массы на основе жидких или твердых, способных при нагревании переходить в вязкотекучее состояние, реакционноспособных олигомеров (смол), превращающихся в процессе отверждения при повышенной температуре и(или) в присутствии отвердителей в густосетчатые стеклообразные полимеры, необратимо теряющие способность переходить в вязкотекучее состояние. При нагреве разрушаются. Представителями являются: полиуретан, эпоксидная смола.

Еще выделяют из полимеров эластомеры, но в обиходе это резина и под понятие "пластика" в его бытовом понимании не попадает.

Способы соединения пластика есть как зависящие от его типа, так и универсальные.

Химические способы являются самым ярким представителем универсальных способов. Химические способы соединения нужно предпочесть, когда имеется минимальный дефект (края скрепляемых деталей практически идеально подходят друг к другу - конгруэнтны) или мелкие фрагменты (в случае мелких фрагментов паять очень сложно и деталь можно испортить). В этом случае вероятность деформации небольшая, а поверхности соединения деталей совпадают достаточно точно. Также должна быть возможность фиксации деталей в неподвижном состоянии друг относительно друга на то время, пока шов не полимеризируется. Этот способ дороже относительно термического на единицу проятженности шва, но зато технологически намного проще - фактически нужен только клей, от которого и зависит успешность соединения деталей.

Термический способ - идеален в случае длинных трещин, и фактически применим только для термопластов. Идеальное совпадение кромок свариваемых деталей не требуется, но большого зазора все же быть не должно (у меня получалось заварить зазор в один проход если он не превышал примерно ½  диаметра электрода - в противном случае сварка должна осуществлять в несколько проходов и лучше с подложной).  Сварной шов можно подвергать нагрузке практически сразу-же после остывания. Маленькие фрагменты тоже можно скрепить между собой, но вероятность получить брак выше.

Сварка пластика многообразна сама по себе, точнее многообразны способы нагревания пластика: излучением, трением, электрическим полем высокой частоты, ультразвуком.

Способом нагрева виды сварки пластика не ограничиваются. Имеется еще и несколько технологий сварки, которая по своей сути делится на два вида: с присадкой и без присадки. В первом случае между свариваемыми деталями подается расплавленная присадка, которая расплавляя кромки деталей соединяет их. Во втором случае оплавляются непосредственно кромки деталей и после устранения источника нагрева края соединяются.

При термическом способе нужно одновременно соблюсти несколько условий:
  1. Нужная температура. Прогреть детали до нужной температуры. Например, ABS пластик 350 градусов. Если прогреть меньше, то шов будет недостаточно прочным. Если перегреть - пластик станет хрупким из-за выгорания некоторых компонентов.
  2. Сохранность детали. Несмотря на то, что пластик нужно нагреть до нужной температуры, необходимо сохранить исходную деталь в целости и сохранности. Существует риск того, что пластик поплывёт и деталь потеряет первоначальную форму.
  3. Чистота. В сварной шов не должны попадать никакие посторонние примеси - краска, грязь, пластики другого состава и т.д. Любой посторонний предмет снижает прочность соединения.
  4. Соответствие вида пластика электрода и детали. В случае несоответствия никакого качественного шва не получится. Т.е. шов будет казаться прочным и красивым, а единственным «подозрительным» признаком будет какое-то не такое прилипание электрода к деталям. Однако после высыхания при попытке деформировать деталь, шов будет трескаться на стыке электрода и детали. При соответствии вида пластика и электрода электрод сам будет прилипать к детали и обеспечивать надежное соединение. К сожалению не всегда возможно определить вид пластика, из которого изготовлена деталь и соответственно подобрать подходящий электрод. В этом случае можно поэкспериментировать и приварить электрод с внутренней стороны детали. Если вид пластика совпал, то электрод будет держаться прочно и при отрыве формируется типичный разлом пластика. Если же пластик не совпал, то отрыв точно будет по месту шва и место отрыва не будет иметь никаких признаков разрушения пластика, за исключением тепловых деформаций.
О технологиях
Существуют две технологии варки пластика:
  1. Без армирования шва
  2. С армирование шва
Без армирования технология подразумевает собой, что вы с помощью пластикового стержня (электрода) расплавленного корячим воздухом заполняя шов соединяете детали.  Шов получается настолько качественным, насколько вам удалось расплавить до нужной консистенции электрод и кромки соединяемых деталей. При этом неплохо в момент вплавления электрода еще его немного вдавливать в шов. Такое вдавление с одной стороны даст равномерность заполнения шва пластиком, с другой стороны - увеличит площадь шва.  В идеале прочность соединения будет не хуже, чем до разрушения детали.

В принципе в некоторых случаях, например при определенной толщине детали возможно обходиться и без электрода. В этом случае  расплавляя кромки с помощью инструмента пытаются перемешать расплавленный пластик.

При чистом армировании шов не пропаивают, а в месте шва в пластик впаивают либо армирующую сетку, либо скобки (например от строительного степлера). Прочность соединения зависит конечно от площади впайки сетки или скобок.  Из недостатков отмечается то, что при повторном разрушении пластика повреждения как правило больше, чем при шве без армирования и возникают сложности с качественным восстановлением. Также незначительно снижается гибкость пластика.
Способ с армированием сеткой не заменим при восстановлении утраченных фрагментов. В этом случае фрагмент закрывают сначала сеткой, а потом наносят на сетку, как на матрицу - пластик.

Стоит оговориться, что обе технологии применяются в промышленности, а компании выпускают наборы для самостоятельного ремонта обоих типов. Поэтому не исключено, что обе технологии жизнеспособны.

Также существует третий способ, который является сочетанием предыдущих двух. Т.е. первоначально шов скрепляют с помощью электрода, а затем армируют стекой.
Последовательность технологических операций выглядит следующим образом:
  1. Удаляем старую краску и грязь. Делается это с помощью фрезы, шкурки и последующим протиранием, например, обезжиривателем.
  2. Поиск конца трещины. Это нужно для того, чтобы понимать где требуется варить. Этап очень важный. В конце трещины можно засверлиться, а можно и просто пометить риской.
  3. Разделка краёв. Края нужно подготовить. По форме края должны формировать букву «V» с углом 90 градусов.
  4. Сварка. Расплавление электрода и краев свариваемых деталей, и затем соединение расплавленного электрода с деталями.
После этого возможно подравнять шов и сравнять его с остальной поверхностью.
Проверить качество соединения можно:
  1. визуально - после обработки на месте шва не должно быть никаких кратеров, граница между электродом и остальным материалом не должна сильно выделяться (в идеале не видна совсем).
  2. механически - попробовать на разлом без фанатизма.
У производителей транспортных средств тоже свои подходы к восстановлению пластика. Какие-то фирмы допускают ремонт исключительно химическим способом, а какие-то только пайкой. Кто-то восстановление целостности пластика считает недопустимым с технологиеской точки зрения. С чем это связано выяснить не удалось.

Необходимый инструментарий для сварки
Голыми руками пластик не сварить, поэтому нужен определенный инструмент.
  1. Прибор для генерации нужной температуры. Это может быть что-то дующее горячим воздухом, либо что-то нагревающееся до нужной температуры.
Классикой жанра является термофены. Либо большие строительные, либо специальные небольшие для сваривания пластика. Главное чтобы в приборе была встроена функция изменения температуры воздуха в необходимом диапазоне. При этом на фен должна быть надета насадки, которая бы позволяла формировать тонкий воздушный поток. Идеальный круглые насадки с выпускным соплом 3-5 мм.



Термофен Steinel HL1910E


Насадки на фен.
У меня в арсенале имеется Steinel HL1910E. Термофен позволяет изменять температуру воздушного потока, но не имеет индикатора этой температуры. Поэтому без вспомогательного оборудования в виде термометра не обойтись.

Термофены строительные идеальны только для ремонта крупных деталей. Например, бамперов автомобилей. При работе с мелкими и тонкими деталями или небольшими трещинами (3-4 см), а также для предварительного скрепления свариваемых деталей просто необходимо иметь что-то поменьше, чем строительный термофен. Например, паяльник. Он потребуется для первоначального скрепления свариваемых деталей, а также ровнения шва. Идеально подходят паяльники с регулируемой температурой и адекватной мощности. Принцип простой - чем толще свариваемая деталь, тем мощнее должен быть паяльник, но при этом важно, чтобы температура жала паяльника соответствовала виду пластика.



Паяльная станция Lukey 702, позволяет паять как паяльником, так и горячим воздухом
Еще удобно использовать маленькие воздуходувки. Например, специализированные небольшие фены (которые стоят как межгалактический корабль) или воздушные паяльные станции.

Из опыта могу сказать, что для сварки бамперов автомобилей без строительного термофена и специальной насадки не обойтись.  При сварке пластика мотоцикла без паяльника или маленькой водуходувки тоже делать особо нечего - получить красивый  и качественный шов будет сложно.
  1. Приспособление для формирования шва.
В идеале кромки свариваемых деталей нужно подготовить таким образом, чтобы их края напоминали букву «V». Сделать это можно либо фрезой, либо специальной "шкряболкой" (не знаю как правильно называется этот инструмент).



"Шкрябалка" для формирования кромок шва


Различные насадки на "шкрябалку"



Для формирования использовал вот такими фрезами, но лучше иметь конусную с углом 90 градусов.Я использую обычную фрезу. Недостаток - не везде можно подлезть. Особенно неудобно работать внутри изогнутых деталей. В этом плане коническая фреза намного удобнее.
  1. Приспособление для равнения шва.
В идеале необходимо использовать насадку на фен, которая одновременно направляет воздух на электрод и детали, а также вдавливает расплавленный электрод в сварной шов. Но использование насадки имеет недостаток - отсутствует возможность визуальный контроль контроля шва в месте сварки. Этого недостатка лишен способ, когда вы расплавляете электрод и детали и укладываете расплавленный электрод в шов, а ваш помощник с помощью ролика или шпателя вминает расплавленный электрод в шов. Вообще помощник значительно облегчает труд и ускоряет процесс.

Вспомогательное оборудование

Термометр. Ведь крайне полезная при сварке пластика, особенно если ваш фен не оборудован датчиком температуры, а доверие к китайской паяльной стации утрачено. Например моя Lukey 702 на пояльнике не "додаёт" около 20 градусов С, а показанием температуры горячего воздуха, доверять вообще нельзя, т.к. температура зависит от интенсивности потока и реальность может отличаться от желаний на 100 градусов.



Простой лабораторный термометр с диапазоном до 1700 градусов (с соответствующей термопарой).
Расходные материалы
  1. Электроды. Электроды должны быть из того же пластика, как и свариваемые детали. Электроды можно купить готовые в виде красивых круглых стержней. Можно изготовить самостоятельно из ненужной детали.  С готовыми электродами работать удобнее и если кромки склеиваемых деталей подготовлены правильно и толщина деталей невелика, то шов получается красивым.



2. Сетка или скрепки. Если собираетесь армировать шов, то нужна сетка. Сетка есть специальная, а можно приобрести любую тонкую сетку, в том числе сетку для ошкуривания стен. Главное чтобы сетка была максимально тонкой и гибкой, но одновременно прочной. Размер ячейки лучше брать покрупнее, чтобы расплавленный  пластик свободно проходил через ячейки.
Сетку можно купить готовую, либо позаимствовать из ненужной детали.


Старый воздушный фильтр мотоцикла Honda CBR500 идеально подходит на роль ненжной детали



Вот такая сеточка для сварки получается из воздушного фильтраОт теоретических аспектов, перейдем к воплощению теории на практике!

Подготовка
Первое что нужно это определиться какой пластик варить нужно. На крупных деталях обычно есть маркировочный штамп, в котором написано условное обозначение пластика, из которого сделана повреждённая деталь.



Маркировка ABS пластика



Маркировка PA6 пластика

Определившись с пластиком необходимо, еще до обработки детали, определить, где заканчивается трещина. Сделать это проще до обработки потому, что на краске лучше видны все изъяны. Поэтому немного смещая края трещины пытается определить, где эта трещина заканчивается и засверливаемся сверлом 2-3 мм.

Дырка помогает в дальнейшем, служа ориентиром при заделке шва и помогает точнее составить края трещины.

Далее необходимо удалить грязь, старую краску вокруг шва, т.к. любые загрязнения приводят к снижению прочности сварки.

После этого необходимо подготовить шов для сварки. Для этого удобно зафиксировать края шва. Например, с помощью точечной сварки или использовать  термоклей. С помощью термоклея нужно крепить не сам шов, а по бокам трещины сделать две капли клея и приклеить к ним перемычку. Шов это удержит от расхождения, в то же время не будет загрязнения шва.

Точки скрепления делать лучше как можно дальше, т.к. в этом случае удобнее выполнять подготовку краев для сварки. Края нужно подготовить. По форме края должны формировать букву «V» с углом 90 градусов.



После этого необходимо укрепить шов, чтобы при нагреве его не повело. Оптимально располагать точки фиксации на расстоянии 3-4 см.



После этого можно производить сварку. Лучше всего сваривать горячим воздухом.



После сварки ровняем шов с помощью паяльника, а затем шкурки.



После обработки паяльной станцией и шкуркой получается почти ровная поврехность.
Носмотря на почти ровную поверхностью шпаклюем шпаклевкой для пластика, которая продавалась в магазине.



Вроде неплохая - ложится хорошо, сохнет относительно быстро.



Следующий этап обработка покрасочными материалами:



Грунтовал KUDO, краска и лак MOTIP.
Пару слов по поводу покраски из балончиков. Получить безупречный результат конечно сложно:
1. "Факел" нереруглируемый, поэтому нужно приспособится.
2. Форма "факела" круглая.
3. Вязкость краски не регулируется.

Поэтому первым крупным недостатком покраски из балонов является необходимость покраски множеством тонких слоев с промежуточными сушками и шлифовками. Поэтому процесс покраски из балончиков долгий и дорогой. Баллон KUDO грунта обходился около 150 рублей, а каждая баночки MOTIP 400 рублей. Времени на покраску ушло около двух дней с сушкой между грунтом, краской и лаком около 6-8 часов.

Второй крупный недостаток - лак из балонов однокомпонентный и значительно уступает по прочности двухкомпонентным.

Весь бюджет ремонта составил около 3000 рублей вместе с покраской.



Конечный результат... с изнанки



Конечный результат с фасада. Видны дефекты в виде пылинок и красного оттенка, который "проявился" после нанесения лака. Красный оттенок обусловлен неудачным выборок красной краски в качестве "проявки" при выравнивании
Вместо эпилога

Так бы история и закончилась, если бы не походы по строительным магазинам в поисках стройматериалов для одного объекта. Занимаясь этим привычным в последнее время делом я гулял по "Леруа Мерлен". Зашел в отдел, в котором продают множество различных клеев и в частности доселе невиданный клей:



Вот такой клей был обнаружен
Информацию о составе найти, как часто бывает, не удалось, зато в описании почему-то был упомянут ABS пластик:



4 строчка - искомый тип пластика!
Увидев такое многообещающее описание впомнил я, что при ревизии пластиковых детелей был обнаружен еще один оторванный кепеж. Причем так удачно оторванный, что дефекта шва нет и детали идеально прилегали друг к другу. В связи с этим решил поэкспериментировать с клеями и купил дитятко "бизона".
До этого момента опыт склейки термопластов был негативным. Готовые клеи, в том числе именитых брэндов, не хотели с адекватной прочностью соединять разрушенную деталь.
Клей BISON оказался на удивление очень адекватным и на месте бывшего разлома образовался красивый шов:



Красивый шов клея BISON



Для сравнения шов, сформированный с помощью сварки
(Склеить в данном случае было нельзя, т.к. между деталями почему-то возник зазор)
Технологию склеивания выдержать полностью не удалось. Прижать оторванную деталь надолго не представлялось возможным, поэтому ограничился 10 секундным прижатием и последующим покоем в течение 24 часов.

На отрыв сформированный шов не тестировал, то субъективно выдерживает достаточную нагрузку, чтобы выполнять свои функции. Нужно отметить, что в данном случае лучше пусть оторвется крепеж, чем вырвет кусок пластика обтекателя. Поэтому в определенных случах, особенно когда детали мелки и края идеально совпадают, хороший клей является отличной альтернативной сварки.

Вместо приложения
На английском рекомендую ссылки:
http://www.plasticweldingtools.com.au/how-to-weld-plastics/
http://www.wegenerwelding.com/pdf/09_Guidelines.pdf

honda cbr 500, Категория А, своими руками

Previous post Next post
Up