焊接参数和环境温度对 聚乙烯（PE）燃气管电熔焊温度场的影响

• 作者: 刘剑 郑建豹 张海 张文洲 易际研 缪海波 蔡智会
• 来源期刊: 电焊机
• 学科: 化学
• 关键词: PE100;电熔焊;数值仿真;温度场;焊接参数
• 年，卷（期）: 2025,（1）
• 页码范围: 87-94
• 页数: 8页
• 语种: 中文

摘要

电熔焊是连接聚乙烯（PE）燃气管的常用方法。采用SYSWELD软件建立PE100圆管电熔焊的1/4轴对称有限元模型，考虑了电热丝产生的电阻热作为体积热源，并通过空气对流和散热面散热的方式模拟焊接过程中的热交换。通过DSC+TG联用测试PE100材料的熔化温度和分解温度，获得特征温度数据。试验测得PE100材料的熔化起始温度和峰值温度分别为118℃和138℃，分解起始温度为272℃，5%质量损失标定的分解温度为350℃。熔化区宽度的预测值与测量值吻合较好，误差在5%以内，验证了所采用的计算方法的有效性和准确性。模拟结果表明，焊接电压对熔化区宽度有显著影响，较大的焊接电压产生足够的热输入，进而扩大了熔化区宽度。但过高的热输入会导致塑料的过热分解，形成孔洞，降低有效连接面积，可能会影响到接头的力学性能。环境温度通过改变焊接结构的初始温度和对流散热强度，显著影响熔化区的形成过程和最终宽度。实际生产时，有必要依据具体的环境因素对电熔套筒的预设参数进行优化和调整，以保证电熔焊的质量。