Oprava plastov – zváranie

Takmer každý dopravný prostriedok má v dnešnej dobe súčasti z plastov. Použitím plastov môže konštruktér zlepšiť aerodynamický tvar a estetický vzhľad súčastí bez toho, aby sa ovplyvnila ich pevnosť a popri tom úplne vylúčiť nebezpečenstvo korózie.

Plasty sa síce nevyrovnajú v pevnosti oceli, ale vynikajú veľkou plasticitou. Malé dopravné nehody, alebo už len pády motocykla na mieste zo stojana by mohli plechové časti pod svojou váhou zdeformovať až do miery neopraviteľnosti, čo však v prípade plastu nemusí byť až tak vážne vďaka jeho vlastnosti "tlmiť".

Základné techniky plastov

V podstate závisia všetky vlastnosti plastu od jeho chemického zloženia. Všetky plasty sa skladajú z dlhých molekulových reťazcov, ktoré sú rozdielne pevne navzájom spojené.

Vzhľadom na tieto spôsoby prepojenia rozdeľujeme plasty do troch základných kategórií (druhov): Termolasty, Duroplasty a Elastomery. Pre nás je dôležitým druhom Termoplast. Pri zohriatí mäkne a je potom tvarovateľný. Po ochladení vytvrdne a zachováva si nový tvar. Postup defomácie je mnohokrát opakovateľný.

Identifikácia plastov

Väčšina plastov, ktoré sa používajú v konštrukcii vozidiel a motocyklov sú termoplasty. Jedine tieto zahrievaním zmäknú, dajú sa tvarovať a zvárať. Sú rôzne druhy termoplastov a každý vyžaduje určitú zváraciu, alebo ak chcete teplotu tavenia. Väčšina výrobcov označuje súčasti z termoplastov identifikačným kódom materiálu.

Tabuľka rozlišovacích kódov umelých hmôt (skratky)

Skúsení zvárači môžu poznať druh umelej hmoty podľa stupňa tvrdosti povrchu súčastí. Ak súčasť nemá kódovaciu značku, je možná identifikácia len podľa tzv. skúšky plameňom. Zapáľte plameňom malý kúsok príslušného materiálu. Pozorujte plameň, aj zápach materiálu.

Tabuľka rozlišovania materiálu skúškou plameňom

Okrem tejto skúšky existujú ešte ďalšie dva spôsoby, avšak nie až tak často používané z rozličných dôvodov. Sú to testovacie tekutiny (ide o rozpúšťadlá, ktorými sa potiera povrch plastu a vyvoláva tak rozmanité reakcie podľa ktorých sa dá zistiť druh materiálu), alebo stanovením mernej hmotnosti (vložením odrezku plastového materiálu do nádoby s vodou, ale tento spôsob sa dá aplikovať iba na zistenie materiálu typu PE, alebo PP).

Plastických materiálov je samozrejme viac, ale už iba pre spomenutie, nakoľko sa používajú prevažne v automobilovom priemysle a na opravu sa používajú iné technológie než je zváranie, ako lamináty a živice, oprava chemickým spájaním, alebo oprava materiálmi, ktoré vytvrdzujú vplyvom UV žiarenia. Napríklad PUR (Polyuretán) používaný v častiach zadných spojlerov, strešných spojlerov, vonkajších zrkadiel, na mriežkach chladičov a pod. Tento materiál sa opravuje chemickým spájaním, ktoré sa zase ale dá uplatniť aj pri opravách termoplastov.

Niektoré odborné výrazy s ktorými sa môžete stretnúť v technike plastov

Blends: zmesi plastov rozličného zloženia, napr. PP/EPDM

BMC: postup na výrobu plastových dielcov. B – Bulk, M – Moulding, C – Compound. Vznikajú pritom dielce z polyesterovej živice, ktorá je tvarovaná odlievacím striekaním pod vysokým tlakom a teplom, obohatenej kriedou a krátkymi sklenými vláknami.

Kopolyméry: druhy plastov, na výrobu ktorých sú použité rozličné východiskové materiály. Označované sú aj ako zmiešané polyméry.

Monoméry: východiskové materiály pre plasty s krátkymi molekulovými reťazcami. Technicky sú zúžitkovateľné až potom, keď sú pospájané do dlhých molekulových reťazcov. Vznikajú makromolekuly a tomuto procesu sa hovorí polymerizácia, polyadícia, alebo polykondenzácia. Plasty takto vznikajúce sa nazývajú polyméry (poly, grécky – veľa) .

RIM: postup na výrobu plastových dielcov. Viskózny plast sa zmieša s vytvrdzovačom tesne pred vstreknutím do formy. Za prívodu tepla diel vytvrdzuje vo forme v priebehu niekoľkých minút. R – reaction (reakcia), I – injection (vstreknutie), M – moulding (forma).

RRIM: zlepšený, zrýchlený výrobný postup RIM. R – reinforced (zosilnený), RIM – pozri vyššie.

Ručné laminovanie: najjednoduchší postup na výrobu dielcov z polyesterovej alebo epoxidovej živice spevnenej skleným vláknom. Sklené vlákna sú ako rohože, alebo tkané prúdy kladené do formy a namáčané do tekutej živice. Týmto spôsobom je možné nanášať viaceré vrstvy (typická výroba a oprava plastov zosilnených sklenými vláknami).

Zmäkčovacie prísady: Pomocný prostriedok, aby lak dal plastovému dielcu trvalú a väčšiu plasticitu oproti normálnemu laku. V bežnej reči sa tiež používajú výrazy "zmäkčovač" alebo "plastifikátor".

Teplota zvárania

Neoddeliteľnou súčasťou znalostí zvárača je vedieť, akou teplotou má požadovaný diel pri zváraní nahrievať. Pri použití nízkej teploty ako je topná hodnota materiálu nedochádza k dokonalému spojeniu materiálu a zváracieho drôtu, alebo pri príliš vysokej teplote môže dochádzať k tvorbe pľuzgierov na vonkajších stranách zvaru.

Tabuľka zváracej teploty v orientačných hodnotách

Technologický postup zvárania

Celý technologický postup by sme mohli rozdeliť do nasledujúcich bodov:

1. poškodené miesto zošikmiť v tvare zárezu
2. poškodené miesto a zváraciu tyčinku očistiť
3. základ trhliny spojiť bez prídavného materiálu
4. zárez zvariť
5. kontrola zvaru
6. záverečné obrúsenie zvaru

1. Plastová tyčinka (zvárací drôt) má tvar tupého klinu s mierne zaoblenou hlavou a preto musí byť zváraná trhlina zošikmená a zárez tomuto tvaru prispôsobený. Pritom uhol zárezu má byť menší, ako je uhol zváracej tyčinky. V niektorých článkoch venovaných tech.postupu pri príprave poškodeného miesta sa stretnete aj s hodnotou 90° úhla zárezu, alebo, že by hĺbka zošikmenia mala byť dve tretiny, alebo tri štvrtiny hrúbky zváraného materiálu. Vďaka tomu môže byť pri zváraní tyčinka zatláčaná do zárezu potrebným tlakom bez toho, aby zvar oproti okoliu zapadol. K tomu môžete použiť frézu, alebo škrabák.
Za vymedzenou dĺžkou zvaru za prasklinou ktorú je dobre vidieť sa možno ukrývajú ďalšie praskliny, ktoré nie sú voľným okom viditeľné. Tieto praskliny objavíte, keď termoplast v okolí hlavnej prasliny zľahka nahrejete. Aby sa predišlo ďalšiemu zväčšovaniu praskliny, alebo ak chcete zárezu, mali by byť konce trhlín navŕtané. Môžete tak urobiť vrtákom o priemere maximálne 3 mm, nie však väčším. Ak je frézovanie dokončené, mal by zvárací drôt do drážky lícovať. Pritom by mal zaoblený povrch zváracieho drôtu vyčnievať približne 1 až 2 mm nad povrch opravovaného miesta. Tým sa získa rezerva k dokončeniu opracovania zvaru.

2. Bezprostredne pred zváraním sa odporúča povrch zváracej tyčinky očistiť žiletkou a tak odstrániť stiahnutím oxidačnú vrstvu, ktorá negatívne vplýva na postup zvárania. Ak sa zárez opravoval niekoľko hodín pred zváraním, mal by sa tiež žiletkou zrezať. Platí to hlavne pre materiály PP a PE, pretože tieto plasty veľmi rýchlo vytvárajú oxidačnú vrstvu. Rovnako rušivý vplyv pri zváraní majú aj olej, tuk a pot rúk na povrchu plastov. Odporúča sa preto odmastnenie vhodným prípravkom.

3. Pred vlastným zváraním je zmysluplné zváraný zárez na niekoľkých miestach spojiť bez prídavného materiálu. Dosiahne sa tým, že zárez sa počas procesu zvárania zrazu neroztiahne a zváracia tyčinka neprepadne. Pomocou takzvanej klinovej dýzy, ktorá je nasadená namiesto rýchlovarovej dýzy, je možné zárez v podstate bez problémov spojiť. Tento sťahovací proces by sa mal vykonávať pri teplote, ktorá je pre tento materiál predpísaná ako zváracia.

4. Postup zvárania sa už môže líšiť od typu samotnej zváračky. Pri zváraní je však všade rovnako dôležité dodržať tri body: správne nastavenie teploty, rovnomerná rýchlosť zvárania a rovnomerný tlak.

5. Po zváraní sa musí opticky skontrolovať kvalita zvaru.

• príliš veľká rýchlosť zvárania, alebo príliš nízka teplota
• zváranie rozdielnych materiálov
• neodborná príprava miesta zvárania

• tlak pôsobiaci na zváraciu tyčinku bol nerovnomerný
• zváracia tyčinka pretiahnutá
• rozdielne zohriatie

Zuhoľnatenie

• príliš pomalá rýchlosť zvárania
• príliš vysoká teplota pri zváraní

Zmena tvaru, pokrivenie

• prehriatie okolia opravovaného miesta
• dielce sú napäto upevnené
• nesprávna príprava opravovaného miesta

6. Pri dobrom zváraní sa na povrchu súčastí vytvorí ľahko zvýšený, hladký a rovnomerný zvar. Obrábanie zvaru sa môže vykonávať len po ochladnutí – teplý zvar sa lepí na brúsny kotúč. Netreba zabúdať, že umelé hmoty sú mäkké a tak sú citlivé na brúsny materiál. V žiadnom prípade sa nesmú použiť pri brúsení vysoké otáčky. Mohlo by sa tak vytvoriť príliš veľké teplo v plaste a zničiť tak jeho povrch.

Bezpečnosť pri práci

Na záver by som chcel upozorniť, že ako pri každej práci s nejakým náradím, aj tu existujú bezpečnostné pravidlá. Zohriate plasty sa nezafarbujú. Nie je preto na nich možné spoznať, že sú veľmi horúce. Dotyk holými prstami by preto okamžite viedol k spáleniu pokožky. Pri zváraní plastov vznikajú plyny, ktoré sú zdraviu škodlivé. Zásadne je potrebné dbať pri práci s plastami a zváraní na dobre vetrateľnú miestnosť.

K článku boli použité nasledovné zdroje:
Informácie z tlačových reklamných materiálov firiem Mercanta (CZ), Leister (DE), Kamasat (SK)
Článok "Plasty na vonkajšej karosérii" z časopisu profiAUTO, 10/1999