Современные требования к металлическим изделиям, которые используются в строительстве (сантехнические приборы, фурнитура, кровельные материалы и т.д.) уходят намного дальше таких понятий, как прочность, надежность, долговечность. С каждым годом все более актуальными становятся вопросы дизайна, цвета, формы изделий.
Термопластичные полимерные материалы («Алькорплан», «Синтофойл», «Протан», «Кровлелон») толщиной от 0,3 до 5 мм на основе поливинилхлорида, твердых полиэтиленов свариваются горячим воздухом аппаратами «Ляйстер» фирмы «Ольмакс» со скоростью до 4 м/мин. (рис. 1) и укладываются механическим или балластным способом.
Качество швов можно проверить дымогенератором. Эти полимерные материалы можно склеивать и при помощи жидкости на основе тетрагидрофурана без нагревания. При этом отпадает необходимость полного соединения кровельного покрытия с основанием. Ширина свариваемого шва может изменяться от 20 до 100 мм. Высокая термопластичность обеспечивает однородную структуру сварного шва, поэтому его прочность выше прочности основного материала из-за двойной толщины. Сварка производится горячим воздухом с температурой около 350 °С.
Сварочные работы требуют опыта и точности. При слишком высокой температуре горячего воздуха возникает опасность коксования. Это наносит ущерб качеству сварки. Поэтому для лучшего контроля и поддержания нужной скорости сварки гидроизоляционные мембраны, если возможно, выпускают светлых цветов. Перед коксованием легкое изменение окраски края шва указывает на слишком высокую температуру сварки, слишком низкую ее скорость или и то, и другое. Если температура сварки, напротив, очень низкая и/или скорость сварки очень высокая, размягчения мембраны недостаточно. Соединение материала не происходит вообще или происходит недостаточно.
Во избежание сморщивания материала рулон раскатывают по всей длине. Фиксатор и шайбу крепят в каждом углу с одной стороны мембраны. Материал натягивают к противоположной стороне и закрепляют оставшимися двумя фиксаторами. Это способствует плотному удержанию листа во время плавки.
После механического крепления первого листа второй кладут по ширине нахлеста (130 мм для материала шириной 1 м и 140 мм для материала шириной 2 м).
Затем поднимают и загибают край материала, который находится ближе всего к катающемуся колесу. После этого устанавливают 40-миллиметровую насадку и включают электродвигатель. Вполне естественно, что наплавление будет сопровождаться определенным количеством дыма. Насадку снимают после того, как механизм достигнет края последнего рулона, и до того, как он встретит на своем пути какое-либо препятствие на участке шва.
Кровельные мембраны сильно натягивают, чтобы получился нахлест в 5 см. Разогревают аппарат для сварки горячим воздухом (примерно 4-5 мин.), и круглым или плоским соплом приваривают мембраны с внутренней стороны точечным способом (рис. 2).
Производят сварку переднего края, равномерно и непрерывно ведя аппарат. Сварной шов должен быть минимум 20 мм в ширину. Поверхности, доведенные до пластичного состояния, плотно прижимают друг к другу прикатным роликом. Температура сварки подобрана верно, если расплавленный материал под давлением прикатного ролика начинает проступать по краю шва и край мембраны не изменяет цвет.
К основным параметрам сварки относятся: температура сварки (воздушного потока), скорость движения сварочного аппарата вдоль шва, скорость воздушного потока (для автоматического оборудования), прижимное давление прикатного ролика.
Автоматическое сварочное оборудование требует подбора оптимальных критериев сварки в начале каждого рабочего дня, а также после любого охлаждения (отключения) аппарата или в течение рабочего дня при существенном изменении внешних (погодных) условий выполнения работ. На изменение критериев сварки, прежде всего, влияют температура внешней среды, влажность воздуха, скорость и направление ветра.
В начале рабочего дня, после каждой перенастройки параметров сварки или после любого продолжительного перерыва в процессе работы, а также через каждые 150 м шва необходимо проверять качество сварки и заново подбирать режим сварки автоматического оборудования. Правильность подбора режима определяется испытанием на разрыв вырезанного участка шва путем нагружения образца. Шов считается качественным, если образец шва не расслаивается.
О правильном выборе параметров сварки свидетельствуют: ширина сварного шва не менее 40 мм; равномерность сварки по всей длине образца – вдоль качественного сварного шва наблюдается ровный след (шириной 10 мм) «расплава», выходящего по краю шва; отсутствие складок на всем протяжении шва, признаков перегрева мембраны (потеки, изменение цвета) (рис. 3).
Неудовлетворительное качество сварного шва может быть обусловлено неправильным подбором оптимального соотношения скорости движения аппарата и температуры сварки; неправильным выбором насадки аппарата; неправильным подбором усилия прикатки шва; недостаточной подготовкой (неровностью) основания кровли; недостаточной подготовкой (очисткой) свариваемых поверхностей от загрязнений и влаги; загрязнением или деформацией насадок аппарата; скачками напряжения.
Применение ручного оборудования требует обязательного использования силиконового прикаточного ролика. Устройство сварочного шва производится с помощью насадки с обязательным использованием метода предварительного сваривания (сварка в три этапа). Первый этап предусматривает фиксацию деталей (полотнищ мембраны) относительно друг друга и образование «воздушного кармана», обеспечивающего оптимальные температурные условия сварки при повторном проходе; на втором этапе сварку осуществляют на внутреннем крае шва во избежание попадания горячего воздуха под лист на третьем этапе; для «Sikaplanа» за второй (повторный) проход происходит формирование сварного шва необходимой ширины. Для качественной сварки пленки необходимо следить, чтобы в процессе работы край насадки выходил на 3-4 мм из-под края пленки. Благодаря этому оптимально используется тепло внутри «замкнутого мешка» и достигается хорошее качество сварки. Направление движения прикаточного ролика должно быть параллельным торцу насадки аппарата, примерно в 5-7 мм от ее рабочей части (рис. 4).
Оптимальными положениями потенциометра сварочного аппарата при использовании рекомендуемой насадки 40 мм является положение между отметками 6 и 6,5 (для сварочных аппаратов типа Leister Triac S), что соответствует температурам 400-440 °С. Работа при более высоких температурных режимах приводит к перегреву пленки и потере ею своих качеств в области сварного шва; на третьем этапе окончательно формируется шов.
Принцип сварки в три этапа распространяется на устройство любых деталей кровли (устройство наружных и внутренних углов, установка фасонных элементов на трубы и т. п.), выполняемых с использованием ручного сварочного оборудования.