热熔焊接PVC管件的制造方法与流程

本发明涉及管材技术领域，特别涉及一种热熔焊接pvc管、管接头及其制造方法。

背景技术：

目前塑料管道作为一种新型的化学建筑材料，因其具有重量轻、安装方便、耐腐蚀等诸多优点，已经被广泛应用于各领域的流体输送。

pvc管道是塑料管道中的主要品种，其相比较其他的塑料管道具有较高的强度和原料来源广泛且价格相对低廉等优点，是塑料管道中开发应用较早且一直保持良好发展势头的品种，在pvc管道的研究开发方面，各科研院所及生产企业都有着浓厚的兴趣。

pvc管道的拉伸强度能达到50mpa以上，pe管道只有23mpa，pp管道最多也只能达到35mpa。pvc原料的合成路线有乙烯法合成路线和乙炔法合成路线，乙烯法的原料是石油，为石油化工路线；乙炔法的原料是电石，为煤化工路线。我国石油相对紧张，而煤的储量相对比较丰富，随着技术的不断发展，我国电石法生产pvc的技术得到了长足的发展，价格比只能由石油化工生产的pe、pp原料低廉很多。

目前，pvc管材为挤出成型工艺，管件（管接头）为注塑一次成型工艺。近年来，pvc管用量不断增长，口径也在不断扩大，挤出成型的pvc管材口径已经达到1600mm，但是由于受注塑设备、成型模具等技术原因的局限，pvc注塑一次成型管件一般只能做到200mm以下，国内只有少数企业能做到500mm口径，因此大口径管道只能使用钢制、铸铁等金属材料。由于管材、管件的不同材质，也客观地限制了pvc管道的发展。

在pe、pp等聚烯烃管道的发展过程中也遇到大口径管件无法直接注塑成型的问题，实际使用中通过用管材热熔焊接的方法得到很好的解决。

但是pvc材料在高温下会脱出hcl而分解，且其分解温度与成型加工温度非常接近，而且因为pvc为非结晶的无定形材料，没有固定的熔点，在加热时不能形成稳定的熔融区域而形成良好的熔接，所以pvc管道目前还没有成功实现利用热熔焊接的方法来生产大口径管件。

中国专利文献cn101112792a公开了一种pvc－m管道热熔连接方法，它将聚氯乙烯管材在热熔对接焊机上进行熔接焊，并采用以下步骤：a.将待焊管材或管件夹紧固定在机架上，锁定接头部分，清除两管接头及端面处的污物；b.预热，预热温度为25～35℃；c.对接头端面进行铣削，使其间隙量不大于0.3mm；d.检查管材同轴度，其最大错边量不超过管材壁厚的5％；e.将加热板温度加热到210～230℃，并保证整个加热板温度均匀，而后将加热板置于机架上，闭合夹具；f.加热加压工序，设定系统压力p1＝p0+加热压力，加热、加压；g.吸热工序，将压力降为p2，p2＝p0+吸热压力，其数值为拖动压力，全程带压吸热，吸热时间为30～120秒；h.冷却工序，打开夹具，取下加热板，迅速闭合夹具，并匀速地将压力调节到p3，p3＝p0+冷却压力，开始冷却，冷却时间为10～30分钟；i.将压力降为零，打开夹具，取下焊好管材或管件。其还详细公开了：步骤g中，“12.待管子间的凸起均匀，且凸缘高度达到要求时，将压力将为p2（近似为拖动压力），并进行吸热，开始记录吸热时间：p2=p0+吸热压力（吸热压力几乎为零）”，而p0为拖动压力，那么p2即为拖动压力，拖动压力是拖动管子在机架上移动的最小滑动摩擦力，上述焊接方法与pe材料的热熔焊接完全一致，该技术方案与公开的《pe聚乙烯管道热熔焊接作业指导书》所记载的方案完全相同：特别是在吸热工序施加拖动压力。但由于pvc材料为无定形物质，没有固定的熔点，这点与pe材料存在本质明显的不同：pe材料具备固定的熔点，因此pvc材料在用加热板加热时不能像pe材料一样形成稳定的熔融区域。由于热传导作用，管状物加热的温度沿与被加热端面距离的增加而逐渐降低，对应材料的软化度也是逐渐降低。在吸热过程中实际形成一段熔体强度度逐渐增大的不均匀熔化的软化段，在随后的加压对接时这一不均匀熔化的软化段极不稳定，有可能向管壁内侧折曲，也可能向管壁外侧折曲，这种不规则的折曲会使焊接口形成错位和圆形管状形状改变，也就是不能形成良好的焊接，因此pvc的热熔焊接技术一直未得到实现，从而限制了pvc管材在大口径管道领域的应用。而上述专利cn101112792a公开的内容中，在吸热阶段依旧采取的是与pe材料的热熔焊接一致的施加p(拖)即拖动压力，这是标准的pe材料的焊接工艺，在各类标准等公开材料里均可查询到，对于pvc的热熔焊接而言由于pvc无固定焊点这一特性因此根本无法有效实施，并不能在实际运用中实现pvc管的热熔对接：pe材料的焊接工艺中，拖动压力的考量是因为pe管材的热熔焊接基本都是现场作业，pe管材很长，基本都在10米以上，因此现场作业时热熔焊接需要考虑较长的管材焊接时的现场拖动时的最小滑动摩擦力，这是为了考量现场操作环境所做的施压，拖动压力很小，p1是拖动压力的40至120倍，在pvc的焊接工艺中绝不是施加拖动压力就能实现pvc的热熔焊接。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种可实现pvc管件特别是直径200mm以上的大口径pvc管件的焊接且焊接效果较好的热熔焊接pvc管件的制造方法。

实现本发明目的的技术方案之一是提供一种热熔焊接pvc管件的制造方法，包括如下几个步骤：

①根据制件规格选取相应的挤出或注塑成型的pvc管状物，利用多角度锯管机将pvc管状物切割成要求的长度和角度；

②将切割好的pvc管状物置于焊接机夹具上并固定好；

③将2个pvc管状物的管端的待焊接端面处理至平整光滑以满足焊接要求适于吻合；

④将端面合拢，检查对中情况，两待焊接端面错边不超过壁厚的10%，否则利用夹具的夹持力进行调整并重新处理至平整光滑；

⑤将焊接机加热板置于两管端之间，在t1时间内开始逐步施加压力p1使管端压在加热板上加热，其中焊接温度：200～250℃；在形成均匀的焊珠后逐步降低压力至p2并保持在p2进行吸热，吸热时间为t2；

⑥在t3时间内，松开管端，取出加热板，再合拢管端；

⑦然后在t4时间内从0开始逐步加压至p1，使得管焊接部位向内向外均形成均匀的翻边；

⑧在t5时间内保持压力p1，使焊接部位自然冷却至60℃以下；

⑨取出制品进行下个焊口的焊接；

其中，p1：焊接规定的压力，p1=a/b，a表示pvc管状物的截面积，b表示焊接机的液压缸中活塞的总有效面积，单位均为平方毫米；

p2：吸热时的保持压力，p2=0.5～0.8p1，

t1：形成均匀的焊珠所需要的时间，单位为秒，t1的大小根据现场操作观察形成均匀焊珠的时长变化；

t2：焊接所需要的吸热时间，单位为秒，t2=管材壁厚*10，管材壁厚单位为毫米；

t3：切换所规定的时间，单位为秒，1≤t3≤13；

t4：调整压力到p1所规定的时间，单位为秒，1≤t4≤18；

t5：冷却时间，单位为分钟，10≤t5≤120。

进一步的，步骤①中，所述挤出成型的pvc管状物的制备方法如下：所述用于制备挤出成型pvc管状物的重量份的配方如下：pvc树脂100份，稳定剂0.4～4.5份，氧化聚乙烯蜡0.4～1.0份，聚乙烯蜡0～0.8份，石蜡0～1.0份，硬脂酸0～0.8份，硬脂酸钙0.1～0.5份，丙烯酸酯0～3.0份，氯化聚乙烯0～5.0份，mbs助剂0～4.0份，碳酸钙1.0～15.0份，钛白粉0.2～3.0份；

所述挤出成型pvc管状物的制备工艺包括如下步骤：根据上述用于制备挤出成型pvc管状物的重量份的配方称取各原辅材料，投入高速搅拌机中进行热混合，混合温度至120℃时放入冷混合机，冷混合至60℃时放出待用，将混合好的物料加入双螺杆管材挤出生产线挤出成型，将管材切割成要求的长度，如果需制作扩口管件，则用扩口机进行扩口：平口或r口；挤出工艺温度：料筒1区170～190℃，料筒2区160～180℃，料筒3区150～170℃，料筒4区140～160℃，连接器140～160℃，模具140～190℃，温度从连接器至口模递增，总体形成两头高、中间低的温度分布。

进一步的，步骤①中，所述挤出成型的pvc管状物的制备方法如下：所述用于制备注塑成型pvc管状物的重量份的配方如下：pvc树脂100份，稳定剂0.4～4.5份，氧化聚乙烯蜡0.2～0.5份，聚乙烯蜡0～0.5份，石蜡0～0.6份，硬脂酸0～0.5份，硬脂酸钙0.5～2.0份，丙烯酸酯0～3.0份，氯化聚乙烯0～5.0份，mbs助剂0～4.0份，碳酸钙1.0～15.0份，钛白粉0.2～3.0份；

所述注塑成型pvc管状物的制备工艺包括如下步骤：根据上述用于制备注塑成型pvc管状物的重量份的配方称取各原辅材料，投入高速搅拌机中进行热混合，混合温度至120℃时放入冷混合机，冷混合至60℃时放出待用，将混合好的物料加入双螺杆挤出机造粒，造好的粒子投入注塑机成型；造粒挤出工艺温度：料筒1区160～180℃，料筒2区150～170℃，料筒3区140～160℃，料筒4区130～150℃，连接器130～150℃，模具130～170℃，温度从连接器至口模递增，总体形成两头高、中间低的温度分布；注塑成型温度：喷嘴170～190℃，料筒1区165～185℃，料筒2区160～180℃，料筒3区160～175℃，料筒4区160～170℃，注塑温度从加料段至喷嘴逐渐升高。

进一步的，所述步骤⑤中的焊接温度为230～250℃。

实现本发明目的的技术方案之二是提供一种pvc0～45°直口弯头的制造方法，所述pvc0～45°直口弯头是2根pvc管状物焊接制成的直口、r口或平扩口pvc0～45°直口弯头，包括2根直口端被切成x°的斜度面的第一单端头直通管状物、外翻边以及内翻边，第一单端头直通管状物是一端是被切割成切成x°的斜度面，另一端是直口、r口或平扩口的pvc管状物，0≤x≤22.5；2个第一单端头直通管状物由其斜度面吻合连接且焊接连接在一起，且2个第一单端头直通管状物之间贯通；2个第一单端头直通管状物之间通过由于焊接形成的位于外周的环形的外翻边以及位于内侧的环形的内翻边连接在一起；

所述pvc0～45°直口弯头的制造方法是：

①根据制件规格选取相应的挤出或注塑成型的pvc管状物，利用多角度锯管机将pvc管状物切割成要求的长度获得2根统一规格的第一单端头直通管状物，再利用多角度锯管机将2根第一单端头直通管状物的直口端切成x°的斜度面，即切割掉一个长直角边长为第一单端头直通管状物的直径的直角三角形，斜度面切平整；

②将切割好的2个第一单端头直通管状物置于焊接机夹具上并固定好，2个第一单端头直通管状物的斜度面相对设置，斜度面即待焊接端面；

③将2个第一单端头直通管状物的管端的待焊接端面处理至平整光滑以满足焊接要求适于吻合：用焊接机上的刨刀将两管端的待焊接端面刨平至均匀出屑；

④将端面合拢，检查对中情况，两待焊接端面错边不超过壁厚的10%，否则利用夹具的夹持力进行调整并重新刨平端面；

⑤将焊接机加热板置于两管端之间，在t1时间内开始逐步施加压力p1使管端压在加热板上加热，其中焊接温度：200～250℃；在形成均匀的焊珠后逐步降低压力至p2并保持在p2进行吸热，吸热时间为t2；

⑥在t3时间内，松开管端，取出加热板，再合拢管端；

⑦然后在t4时间内从0开始逐步加压至p1，使得管焊接部位向内向外均形成均匀的翻边；

⑧在t5时间内保持压力p1，使焊接部位自然冷却至60℃以下；

其中，p1：焊接规定的压力，p1=（0.15±0.01）a/b，a表示pvc管状物的截面积，b表示焊接机的液压缸中活塞的总有效面积，单位均为平方毫米；

p2：吸热时的保持压力，p2=0.5～0.8p1，

t1：形成均匀的焊珠所需要的时间，单位为秒，t1的大小根据现场操作观察形成均匀焊珠的时长变化；

t2：焊接所需要的吸热时间，单位为秒，t2=管材壁厚*10，管材壁厚单位为毫米；

t3：切换所规定的时间，单位为秒，1≤t3≤13；

t4：调整压力到p1所规定的时间，单位为秒，1≤t4≤18；

t5：冷却时间，单位为分钟，10≤t5≤120。

进一步的，步骤①中，所述挤出成型的pvc管状物的制备方法如下：所述用于制备挤出成型pvc管状物的重量份的配方如下：pvc树脂100份，稳定剂0.4～4.5份，氧化聚乙烯蜡0.4～1.0份，聚乙烯蜡0～0.8份，石蜡0～1.0份，硬脂酸0～0.8份，硬脂酸钙0.1～0.5份，丙烯酸酯0～3.0份，氯化聚乙烯0～5.0份，mbs助剂0～4.0份，碳酸钙1.0～15.0份，钛白粉0.2～3.0份；

所述挤出成型pvc管状物的制备工艺包括如下步骤：根据上述用于制备挤出成型pvc管状物的重量份的配方称取各原辅材料，投入高速搅拌机中进行热混合，混合温度至120℃时放入冷混合机，冷混合至60℃时放出待用，将混合好的物料加入双螺杆管材挤出生产线挤出成型，将管材切割成要求的长度，如果需制作扩口管件，则用扩口机进行扩口：平口或r口；挤出工艺温度：料筒1区170～190℃，料筒2区160～180℃，料筒3区150～170℃，料筒4区140～160℃，连接器140～160℃，模具140～190℃，温度从连接器至口模递增，总体形成两头高、中间低的温度分布。

进一步的，步骤①中，所述挤出成型的pvc管状物的制备方法如下：所述用于制备注塑成型pvc管状物的重量份的配方如下：pvc树脂100份，稳定剂0.4～4.5份，氧化聚乙烯蜡0.2～0.5份，聚乙烯蜡0～0.5份，石蜡0～0.6份，硬脂酸0～0.5份，硬脂酸钙0.5～2.0份，丙烯酸酯0～3.0份，氯化聚乙烯0～5.0份，mbs助剂0～4.0份，碳酸钙1.0～15.0份，钛白粉0.2～3.0份；

所述注塑成型pvc管状物的制备工艺包括如下步骤：根据上述用于制备注塑成型pvc管状物的重量份的配方称取各原辅材料，投入高速搅拌机中进行热混合，混合温度至120℃时放入冷混合机，冷混合至60℃时放出待用，将混合好的物料加入双螺杆挤出机造粒，造好的粒子投入注塑机成型；造粒挤出工艺温度：料筒1区160～180℃，料筒2区150～170℃，料筒3区140～160℃，料筒4区130～150℃，连接器130～150℃，模具130～170℃，温度从连接器至口模递增，总体形成两头高、中间低的温度分布；注塑成型温度：喷嘴170～190℃，料筒1区165～185℃，料筒2区160～180℃，料筒3区160～175℃，料筒4区160～170℃，注塑温度从加料段至喷嘴逐渐升高。

进一步的，所述步骤⑤中的焊接温度为230～250℃。

实现本发明目的的技术方案之三是提供一种pvc90°直口弯头的制造方法，所述pvc90°直口弯头是3段pvc管状物焊接制成的直口、r口或平扩口pvc90°直口弯头，包括2根直口端被切成x°的斜度面的第一单端头直通管状物、1根两个直口端均被切成x°的斜度面的双直口端直通管状物、外翻边以及内翻边，第一单端头直通管状物是一端被切割成切成x°的斜度面，另一端是直口、r口或平扩口的pvc管状物，0≤x≤22.5；双直口端直通管状物是两端均被切割成切成x°的斜度面的直口pvc管状物；2个第一单端头直通管状物与双直口端直通管状物的两端分别由其斜度面吻合连接且焊接连接在一起，且相邻的管状物之间贯通；相邻的管状物之间通过由于焊接形成的位于外周的环形的外翻边以及位于内侧的环形的内翻边连接在一起；

所述pvc90°直口弯头的制造方法是：

①根据制件规格选取相应的挤出或注塑成型的pvc管状物，利用多角度锯管机将pvc管状物切割成要求的长度获得统一规格的2根第一单端头直通管状物和双直口端直通管状物，再利用多角度锯管机将2根第一单端头直通管状物的直口端切成x°的斜度面，即切割掉一个长直角边长为第一单端头直通管状物的直径的直角三角形，斜度面切平整；再利用多角度锯管机将双直口端直通管状物的两个直口端均切成x°的斜度面，即切割掉一个长直角边长为双直口端直通管状物的直径的直角三角形，斜度面切平整；

②将1个第一单端头直通管状物与双直口端直通管状物置于焊接机夹具上并固定好，第一单端头直通管状物与双直口端直通管状物的1个斜度面相对设置，斜度面即待焊接端面；

③将第一单端头直通管状物与双直口端直通管状物的管端的待焊接端面处理至平整光滑以满足焊接要求适于吻合：用焊接机上的刨刀将两管端的待焊接端面刨平至均匀出屑；

④将端面合拢，检查对中情况，两待焊接端面错边不超过壁厚的10%，否则利用夹具的夹持力进行调整并重新刨平端面；

⑤将焊接机加热板置于两管端之间，在t1时间内开始逐步施加压力p1使管端压在加热板上加热，其中焊接温度：200～250℃；在形成均匀的焊珠后逐步降低压力至p2并保持在p2进行吸热，吸热时间为t2；

⑥在t3时间内，松开管端，取出加热板，再合拢管端；

⑦然后在t4时间内从0开始逐步加压至p1，使得管焊接部位向内向外均形成均匀的翻边；

⑧在t5时间内保持压力p1，使焊接部位自然冷却至60℃以下；

⑨将另外1个第一单端头直通管状物按照步骤②至⑧与双直口端直通管状物的另一端焊接连接；

其中，p1：焊接规定的压力，p1=（0.15±0.01）a/b，a表示pvc管状物的截面积，b表示焊接机的液压缸中活塞的总有效面积，单位均为平方毫米；

p2：吸热时的保持压力，p2=0.5～0.8p1，

t1：形成均匀的焊珠所需要的时间，单位为秒，t1的大小根据现场操作观察形成均匀焊珠的时长变化；

t2：焊接所需要的吸热时间，单位为秒，t2=管材壁厚*10，管材壁厚单位为毫米；

t3：切换所规定的时间，单位为秒，1≤t3≤13；

t4：调整压力到p1所规定的时间，单位为秒，1≤t4≤18；

t5：冷却时间，单位为分钟，10≤t5≤120。

进一步的，步骤①中，所述挤出成型的pvc管状物的制备方法如下：所述用于制备挤出成型pvc管状物的重量份的配方如下：pvc树脂100份，稳定剂0.4～4.5份，氧化聚乙烯蜡0.4～1.0份，聚乙烯蜡0～0.8份，石蜡0～1.0份，硬脂酸0～0.8份，硬脂酸钙0.1～0.5份，丙烯酸酯0～3.0份，氯化聚乙烯0～5.0份，mbs助剂0～4.0份，碳酸钙1.0～15.0份，钛白粉0.2～3.0份；

所述挤出成型pvc管状物的制备工艺包括如下步骤：根据上述用于制备挤出成型pvc管状物的重量份的配方称取各原辅材料，投入高速搅拌机中进行热混合，混合温度至120℃时放入冷混合机，冷混合至60℃时放出待用，将混合好的物料加入双螺杆管材挤出生产线挤出成型，将管材切割成要求的长度，如果需制作扩口管件，则用扩口机进行扩口：平口或r口；挤出工艺温度：料筒1区170～190℃，料筒2区160～180℃，料筒3区150～170℃，料筒4区140～160℃，连接器140～160℃，模具140～190℃，温度从连接器至口模递增，总体形成两头高、中间低的温度分布。

进一步的，步骤①中，所述挤出成型的pvc管状物的制备方法如下：所述用于制备注塑成型pvc管状物的重量份的配方如下：pvc树脂100份，稳定剂0.4～4.5份，氧化聚乙烯蜡0.2～0.5份，聚乙烯蜡0～0.5份，石蜡0～0.6份，硬脂酸0～0.5份，硬脂酸钙0.5～2.0份，丙烯酸酯0～3.0份，氯化聚乙烯0～5.0份，mbs助剂0～4.0份，碳酸钙1.0～15.0份，钛白粉0.2～3.0份；

所述注塑成型pvc管状物的制备工艺包括如下步骤：根据上述用于制备注塑成型pvc管状物的重量份的配方称取各原辅材料，投入高速搅拌机中进行热混合，混合温度至120℃时放入冷混合机，冷混合至60℃时放出待用，将混合好的物料加入双螺杆挤出机造粒，造好的粒子投入注塑机成型；造粒挤出工艺温度：料筒1区160～180℃，料筒2区150～170℃，料筒3区140～160℃，料筒4区130～150℃，连接器130～150℃，模具130～170℃，温度从连接器至口模递增，总体形成两头高、中间低的温度分布；注塑成型温度：喷嘴170～190℃，料筒1区165～185℃，料筒2区160～180℃，料筒3区160～175℃，料筒4区160～170℃，注塑温度从加料段至喷嘴逐渐升高。

进一步的，所述步骤⑤中的焊接温度为230～250℃。

本发明具有积极的效果：（1）本发明对pvc管道热熔技术进行了深入的研究，通过大量的试验和实验，成功解决了焊接加热过程中的热稳定性问题和形成良好熔接问题。对焊接好的管接头进行压力爆破测试，爆破点不在焊接处，分析认为焊接处形成的翻边实际增加了焊接处的厚度，从而增加了强度，使其耐压强度大于本体强度。

（2）本发明在焊接过程中加热温度高：正常的pvc加工温度不高于200℃，但本方法中加热板温度为200-250℃。提高加热板温度的目的是：使紧贴加热板的材料快速熔化，缩短加热时间，同时也缩短了热传递的时间，使不均匀熔化的软化段减到最小，从而避免后续的对接发生不规则的折曲；热熔焊接实际是将管状物进行二次加工，物料在第一次管状物成型加工过程中，已经充分塑化（凝胶化），形成分子链相互缠绕的网状结构。在后续的热熔焊接时，要使管状物端口充分融化，分子链解缠，必须获得足够多的热能，所以，在热熔焊接时的工艺温度比第一次管状物成型温度高，一般在230℃左右，这也是pvc配方中述及的稳定剂用量要比正常高30%的原因。

（3）本发明在焊接过程中全程加压：即使在吸热时间段也保持最小0.5p1的压力。其目的是在压力作用下：

1、加热板能更快速地加热被加热面，缩短加热时间，也缩短了热传递的时间，使不均匀熔化的软化段减到最小，从而避免后续的对接发生不规则的折曲；

2、最早熔化的材料在加热板的压力下向管内、外两侧溢出，防止热历程较长的熔体滞留在焊接端面而影响焊接强度。但是，吸热压力也不能大于0.8p1，否则熔融的材料全部溢出，留在焊接端面的材料实际还没有熔化而形成虚焊。

（4）本发明的注塑成型pvc或挤出成型pvc管状物的制备工艺的的pvc配方的稳定剂用量要比正常高30%，由其适于本发明的pvc焊接。

（5）本发明实现了大口径pvc管件的热熔焊接，填补了业内在此领域的空白，有效的提高了pvc管道的使用范围。

附图说明

图1为本发明的热熔焊接pvc管件的制造方法的压力-时间焊接工艺示意图；

图2至图4分别为直口、r口及平扩口pvc直通管的示意图（剖视）；

图5至图7分别为直口、r口及平扩口pvc90°直口弯头的示意图（剖视）；

图8至图10分别为直口、r口及平扩口pvc0～45°直口弯头的示意图（剖视）。

上述附图中的标记如下：

第一单端头直通管状物11，双直口端直通管状物14，外翻边2，内翻边3。

具体实施方式

（实施例1、用于制备挤出成型pvc管状物的重量份的配方及其制备工艺）

热熔焊接pvc管材在配方设计上除了保证pvc管状物的成型（挤出或注塑成型），还应充分考虑后续的焊接成型。物料经pvc管状物成型工艺，在热和机械剪切力的作用下，已经充分塑化（凝胶化），形成分子链相互缠绕的网状结构。在后续的热熔焊接时，要使pvc管状物端口充分融化，分子链解缠，必须获得足够多的热能，所以，在热熔焊接时的工艺温度比第一次pvc管状物成型温度高，一般在230℃左右，这就要求设计热稳定性更好的配方，稳定剂的用量比正常管状物高30%以上。pvc-u为极性较强的聚合物，与有些非极性的润滑剂相容性较差，在进行热熔焊接加热时容易迁移至加热面，从而会影响焊接强度，所以在配方中应尽量减少非极性物质的加入，只要能满足管状物的成型加工即可，也可用部分极性物替代，如用氧化聚乙烯蜡代替聚乙烯蜡、石蜡等。pvc管状物的成型分为挤出成型和注塑成型，其流动行为具有不同的特点。挤出成型为“滑壁流动”，要求配方设计时偏重外润滑，而注塑成型为“粘壁流动”，故配方设计应偏重内润滑。

本实施例的一种用于制备挤出成型pvc管状物的重量份的配方如下：pvc树脂100份，稳定剂0.4～4.5份，氧化聚乙烯蜡0.4～1.0份，聚乙烯蜡0～0.8份，石蜡0～1.0份，硬脂酸0～0.8份，硬脂酸钙0.1～0.5份，丙烯酸酯（acr）0～3.0份，氯化聚乙烯（cpe）0～5.0份，mbs助剂0～4.0份，碳酸钙1.0～15.0份，钛白粉0.2～3.0份，颜料适量，本实施例中颜料如下：钛白粉0.2～2.0份，酞青蓝0～0.1份，碳黑0～0.1份。其中mbs助剂是甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物，为pvc最主要的抗冲改性剂之一。

所述挤出成型pvc管状物的制备工艺包括如下步骤：根据上述用于制备挤出成型pvc管状物的重量份的配方称取各原辅材料，投入高速搅拌机中进行热混合，混合温度至120℃时放入冷混合机，冷混合至60℃时放出待用，将混合好的物料加入双螺杆管材挤出生产线挤出成型，将管材切割成要求的长度，如果需制作扩口管件，则用扩口机进行扩口：平口或r口。挤出工艺温度：料筒1区170～190℃，料筒2区160～180℃，料筒3区150～170℃，料筒4区140～160℃，连接器140～160℃，模具140～190℃，温度从连接器至口模递增，总体形成两头高、中间低的温度分布，使得冷的物料快速加热，高温熔体快速出口模，有利于物料充分塑化且不会分解糊料。

（实施例2、用于制备注塑成型pvc管状物的重量份的配方及其制备工艺）

本实施例的一种用于制备注塑成型pvc管状物的重量份的配方如下：pvc树脂100份，稳定剂0.4～4.5份，氧化聚乙烯蜡0.2～0.5份，聚乙烯蜡0～0.5份，石蜡0～0.6份，硬脂酸0～0.5份，硬脂酸钙0.5～2.0份，丙烯酸酯acr0～3.0份，氯化聚乙烯cpe0～5.0份，mbs助剂0～4.0份，碳酸钙1.0～15.0份，钛白粉0.2～3.0份，颜料适量，本实施例中颜料如下：钛白粉0.2～2.0份，酞青蓝0～0.1份，碳黑0～0.1份。其中mbs助剂是甲基丙烯酸甲酯、丁二烯、苯乙烯三元共聚物，为pvc最主要的抗冲改性剂之一。

所述注塑成型pvc管状物的制备工艺包括如下步骤：根据上述用于制备注塑成型pvc管状物的重量份的配方称取各原辅材料，投入高速搅拌机中进行热混合，混合温度至120℃时放入冷混合机，冷混合至60℃时放出待用，将混合好的物料加入双螺杆挤出机造粒，造好的粒子投入注塑机成型。造粒挤出工艺温度：料筒1区160～180℃，料筒2区150～170℃，料筒3区140～160℃，料筒4区130～150℃，连接器130～150℃，模具130～170℃，温度从连接器至口模递增，总体形成两头高、中间低的温度分布，使得冷的物料快速加热，高温熔体快速出口模，有利于物料充分塑化且不会分解糊料。注塑成型温度：喷嘴170～190℃，料筒1区165～185℃，料筒2区160～180℃，料筒3区160～175℃，料筒4区160～170℃，注塑温度从加料段至喷嘴逐渐升高。

（实施例3、热熔焊接pvc管件的制造方法）

见图1，本实施例的热熔焊接pvc管件的制造方法包括如下几个步骤：

①根据制件规格选取相应的由实施例1得到的挤出成型pvc管状物或由实施例2得到的注塑成型pvc管状物，利用多角度锯管机将pvc管状物切割成要求的长度和角度；

②将切割好的pvc管状物置于焊接机夹具上并固定好；

③将2个pvc管状物的管端的待焊接端面处理至平整光滑以满足焊接要求适于吻合；

④将端面合拢，检查对中情况，两待焊接端面错边不超过壁厚的10%，否则利用夹具的夹持力进行调整并重新处理至平整光滑；

⑤将焊接机加热板置于两管端之间，在t1时间内开始逐步施加压力p1使管端压在加热板上加热，其中焊接温度（即加热板温度）：200～250℃，优选230～250℃；在形成均匀的焊珠后逐步降低压力至p2并保持在p2进行吸热，吸热时间为t2；

⑥在t3时间内，松开管端，取出加热板，再合拢管端；

⑦然后在t4时间内从0开始逐步加压至p1，使得管焊接部位向内向外均形成均匀的翻边；

⑧在t5时间内保持压力p1，使焊接部位自然冷却至60℃以下；

⑨取出制品进行下个焊口的焊接。

上述方法中，p1：焊接规定的压力（表压，mpa），p1=（0.15±0.01）a/b，a表示pvc管状物的截面积（mm²），b表示焊接机的液压缸中活塞的总有效面积（mm²）；

p2：吸热时的保持压力，p2=0.5～0.8p1，

t1：形成均匀的焊珠所需要的时间（s），t1的大小根据现场操作观察形成均匀焊珠的时长变化；

t2：焊接所需要的吸热时间（s），t2=管材壁厚（mm）*10；

t3：切换所规定的时间（s），1≤t3≤13；

t4：调整压力到p1所规定的时间（s），1≤t4≤18；

t5：冷却时间（min），10≤t5≤120。

由于pvc材料为无定形物质，没有固定的熔点，在用加热板加热时不能形成稳定的熔融区域。由于热传导作用，pvc管状物加热的温度沿与被加热端面距离的增加而逐渐降低，对应材料的软化度也是逐渐降低。在吸热过程中实际形成一段熔体强度度逐渐增大的不均匀熔化的软化段，在随后的加压对接时这一不均匀熔化的软化段极不稳定，有可能向管壁内侧折曲，也可能向管壁外侧折曲，这种不规则的折曲会使焊接口形成错位和圆形管状形状改变，也就是不能形成良好的焊接，所以在t2阶段必须要保持p2的压力，p2p2=0.5～0.8p1，p2作为吸热压力，其大小是同情形下的拖动压力的大小的30至50倍。在t2阶段必须要保持p2最小0.5p1的压力，可以使加热板能更快速地加热被加热面，缩短加热时间，也缩短了热传递的时间，使不均匀熔化的软化段减到最小，从而避免后续的对接发生不规则的折曲；并且最早熔化的材料在加热板的压力下向管内、外两侧溢出，防止热历程较长的熔体滞留在焊接端面而影响焊接强度。但是，吸热压力也不能大于0.8p1，否则熔融的材料全部溢出，留在焊接端面的材料实际还没有熔化而形成虚焊。

（实施例4、pvc直通管及其制造方法）

见图2至图4，本实施例的pvc直通管是两段pvc管状物焊接制成的直口、r口或平扩口pvc直通管，包括2个第一单端头直通管状物11、外翻边2以及内翻边3，第一单端头直通管状物11是通过实施例1或2制备得到的一端是直口，另一端是直口、r口或平扩口的pvc管状物；2个第一单端头直通管状物11水平相对设置且焊接连接在一起，通过由于焊接形成的位于外周的环形的外翻边2以及位于内侧的环形的内翻边3连接在一起。

本实施例的pvc直通管的制造方法：

①根据制件规格选取相应的由实施例1得到的挤出成型pvc管状物或由实施例2得到的注塑成型pvc管状物，利用多角度锯管机将pvc管状物切割成要求的长度获得2根统一规格的第一单端头直通管状物11；

②将切割好的第一单端头直通管状物11置于焊接机夹具上并固定好，2个第一单端头直通管状物11水平正对设置；

③将2个第一单端头直通管状物11的管端的待焊接端面处理至平整光滑以满足焊接要求适于吻合：用焊接机上的刨刀将两管端的待焊接端面刨平至均匀出屑；

④将端面合拢，检查对中情况，两待焊接端面错边不超过壁厚的10%，否则利用夹具的夹持力进行调整并重新刨平端面；

⑤将焊接机加热板置于两管端之间，在t1时间内开始逐步施加压力p1使管端压在加热板上加热，其中焊接温度（即加热板温度）：200～250℃，优选230～250℃；在形成均匀的焊珠后逐步降低压力至p2并保持在p2进行吸热，吸热时间为t2；

⑥在t3时间内，松开管端，取出加热板，再合拢管端；

⑦然后在t4时间内从0开始逐步加压至p1，使得管焊接部位向内向外均形成均匀的翻边；

⑧在t5时间内保持压力p1，使焊接部位自然冷却至60℃以下。

上述方法中，p1：焊接规定的压力（表压，mpa），p1=（0.15±0.01）a/b，a表示pvc管状物即第一单端头直通管状物11的截面积（mm²），b表示焊接机的液压缸中活塞的总有效面积（mm²）；

p2：吸热时的保持压力，p2=0.5～0.8p1，

t1：形成均匀的焊珠所需要的时间（s），t1的大小根据现场操作观察形成均匀焊珠的时长变化；

t2：焊接所需要的吸热时间（s），t2=管材壁厚（mm）*10；

t3：切换所规定的时间（s），1≤t3≤13；

t4：调整压力到p1所规定的时间（s），1≤t4≤18；

t5：冷却时间（min），10≤t5≤120。

本实施例中，根据上述方法对管径为315mm、管材壁厚为13mm、管长为520mm的2个第一单端头直通管状物11进行热熔焊接，则pvc管状物的截面积a=12327.6mm²，焊接机的液压缸中活塞的总有效面积b=2000mm²，p1=（0.15±0.01）a/b=0.92mpa，p2=0.5mpa，t1=25s，t2=130s，t3=8s，t4=8s，t5=12min，加热板温度=235℃，在本实施例的操作环境下，计算得到其p(拖)=0.01mpa，p2=0.5mpa=50p(拖)，p2的大小是同情形下的拖动压力的大小的50倍，远大于p(拖)。

（实施例3、pvc0～45°直口弯头及其制造方法）

见图8至图10，本实施例的pvc0～45°直口弯头是2根pvc管状物焊接制成的直口、r口或平扩口pvc0～45°直口弯头，包括2根直口端被切成x°的斜度面的第一单端头直通管状物11、外翻边2以及内翻边3，第一单端头直通管状物11是通过实施例1或2制备得到的一端是被切割成切成x°的斜度面，另一端是直口、r口或平扩口的pvc管状物，0≤x≤22.5；2个第一单端头直通管状物11由其斜度面吻合连接且焊接连接在一起，且2个第一单端头直通管状物11之间贯通；2个第一单端头直通管状物11之间通过由于焊接形成的位于外周的环形的外翻边2以及位于内侧的环形的内翻边3连接在一起。

本实施例的pvc0～45°直口弯头的制造方法是：

①根据制件规格选取相应的由实施例1得到的挤出成型pvc管状物或由实施例2得到的注塑成型pvc管状物，利用多角度锯管机将pvc管状物切割成要求的长度获得2根统一规格的第一单端头直通管状物11，再利用多角度锯管机将2根第一单端头直通管状物11的直口端切成x°的斜度面，即切割掉一个长直角边长为第一单端头直通管状物11的直径的直角三角形，斜度面切平整；本实施例中，x=22.5，所制造的是2x°=45°的pvc直口弯头；

②将切割好的2个第一单端头直通管状物11置于焊接机夹具上并固定好，2个第一单端头直通管状物11的斜度面相对设置，斜度面即待焊接端面；

③将2个第一单端头直通管状物11的管端的待焊接端面处理至平整光滑以满足焊接要求适于吻合：用焊接机上的刨刀将两管端的待焊接端面刨平至均匀出屑；

④将端面合拢，检查对中情况，两待焊接端面错边不超过壁厚的10%，否则利用夹具的夹持力进行调整并重新刨平端面；

⑤将焊接机加热板置于两管端之间，在t1时间内开始逐步施加压力p1使管端压在加热板上加热，其中焊接温度（即加热板温度）：200～250℃，优选230～250℃；在形成均匀的焊珠后逐步降低压力至p2并保持在p2进行吸热，吸热时间为t2；

⑥在t3时间内，松开管端，取出加热板，再合拢管端；

⑦然后在t4时间内从0开始逐步加压至p1，使得管焊接部位向内向外均形成均匀的翻边；

⑧在t5时间内保持压力p1，使焊接部位自然冷却至60℃以下。

上述方法中，p1：焊接规定的压力（表压，mpa），p1=（0.15±0.01）a/b，a表示pvc管状物的截面积（mm²），b表示焊接机的液压缸中活塞的总有效面积（mm²）；

p2：吸热时的保持压力，p2=0.5～0.8p1，

t1：形成均匀的焊珠所需要的时间（s），t1的大小根据现场操作观察形成均匀焊珠的时长变化；

t2：焊接所需要的吸热时间（s），t2=管材壁厚（mm）*10；

t3：切换所规定的时间（s），1≤t3≤13；

t4：调整压力到p1所规定的时间（s），1≤t4≤18；

t5：冷却时间（min），10≤t5≤120。

（实施例4、pvc90°直口弯头及其制造方法）

见图5至图7，本实施例的pvc90°直口弯头是3段pvc管状物焊接制成的直口、r口或平扩口pvc90°直口弯头，包括2根直口端被切成x°的斜度面的第一单端头直通管状物11、1根两个直口端均被切成x°的斜度面的双直口端直通管状物14、外翻边2以及内翻边3，第一单端头直通管状物11是通过实施例1或2制备得到的一端被切割成切成x°的斜度面，另一端是直口、r口或平扩口的pvc管状物，0≤x≤22.5；双直口端直通管状物14是通过实施例1或2制备得到的两端均被切割成切成x°的斜度面的直口pvc管状物；2个第一单端头直通管状物11与双直口端直通管状物14的两端分别由其斜度面吻合连接且焊接连接在一起，且相邻的pvc管状物之间贯通；相邻的pvc管状物之间通过由于焊接形成的位于外周的环形的外翻边2以及位于内侧的环形的内翻边3连接在一起。

本实施例的pvc90°直口弯头的制造方法是：

①根据制件规格选取相应的由实施例1得到的挤出成型pvc管状物或由实施例2得到的注塑成型pvc管状物，利用多角度锯管机将pvc管状物切割成要求的长度获得统一规格的2根第一单端头直通管状物11和双直口端直通管状物14，再利用多角度锯管机将2根第一单端头直通管状物11的直口端切成x°的斜度面，即切割掉一个长直角边长为第一单端头直通管状物11的直径的直角三角形，斜度面切平整；再利用多角度锯管机将双直口端直通管状物14的两个直口端均切成x°的斜度面，即切割掉一个长直角边长为双直口端直通管状物14的直径的直角三角形，斜度面切平整；

②将1个第一单端头直通管状物11与双直口端直通管状物14置于焊接机夹具上并固定好，第一单端头直通管状物11与双直口端直通管状物14的1个斜度面相对设置，斜度面即待焊接端面；

③将第一单端头直通管状物11与双直口端直通管状物14的管端的待焊接端面处理至平整光滑以满足焊接要求适于吻合：用焊接机上的刨刀将两管端的待焊接端面刨平至均匀出屑；

④将端面合拢，检查对中情况，两待焊接端面错边不超过壁厚的10%，否则利用夹具的夹持力进行调整并重新刨平端面；

⑤将焊接机加热板置于两管端之间，在t1时间内开始逐步施加压力p1使管端压在加热板上加热，其中焊接温度（即加热板温度）：200～250℃，优选230～250℃；在形成均匀的焊珠后逐步降低压力至p2并保持在p2进行吸热，吸热时间为t2；

⑥在t3时间内，松开管端，取出加热板，再合拢管端；

⑦然后在t4时间内从0开始逐步加压至p1，使得管焊接部位向内向外均形成均匀的翻边；

⑧在t5时间内保持压力p1，使焊接部位自然冷却至60℃以下；

⑨将另外1个第一单端头直通管状物11按照步骤②至⑧与双直口端直通管状物14的另一端焊接连接。

上述方法中，p1：焊接规定的压力（表压，mpa），p1=（0.15±0.01）a/b，a表示管状物的截面积（mm²），b表示焊接机的液压缸中活塞的总有效面积（mm²）；

p2：吸热时的保持压力，p2=0.5～0.8p1，

t1：形成均匀的焊珠所需要的时间（s），t1的大小根据现场操作观察形成均匀焊珠的时长变化；

t2：焊接所需要的吸热时间（s），t2=管材壁厚（mm）*10；

t3：切换所规定的时间（s），1≤t3≤13；

t4：调整压力到p1所规定的时间（s），1≤t4≤18；

t5：冷却时间（min），10≤t5≤120。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。