ICS71.120;83.140 G94 备案号：34694—2012
HG
中华人民共和国化工行业标准
HG/T4281-2011
塑料焊接工艺规程
Welding specification forplastics
2012-07-01实施
2011-12-20发布
中华人民共和国工业和信息化部发布 HG/T4281—2011
目 次
前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义
-
塑料焊接工艺概述 4.1 焊接工艺类型、代号和特点及焊接工艺方法 4.2 焊缝、接头和坡口形 4.3 焊接过程记录 5 热风焊 5. 1 般要求 5.2 焊接机具 5.3 焊接工艺 5.4 焊接参数挤出焊
4
Y
6
6.1 般要求 6.2 焊接机具 6.3 焊接工艺 6.4 焊接参数热熔焊 7. 1 般要求 7.2 焊接机具 7.3 焊接工艺 7. 4 焊接参数电熔焊
5
2
8
L
8.1 般要求 8.2 焊接机具 8.3 焊接工艺· 8.4 焊接参数· 质量检测
10 10 11 11 11 12 13
9
9.1 热风焊、挤出焊焊接质量要求 9.2 热熔焊质量检测.. 9.3 电熔焊质量检测· 10 焊工要求 10.1 理论和技能要求 10.2 工艺要求 10.3 资格要求附录A（资料性附录） 塑料材料与所采用焊接方法对应表附录B（规范性附录） 焊缝、接头和坡口形式
14 14 14 15 16 HG/T4281—2011 附录C（资料性附录） 焊接过程记录表附录D（规范性附录） 焊接工艺参数
18 22
图1 管端坡面处理图2 热熔对接焊工艺曲线图图3 截取斜度图4 刮去所有斜线图5 热板对接焊凸起鼓包的卷边形成图6 合格与不合格的卷边图7 不合格的卷边背弯试验开裂图8 卷边宽度测量
10 10 12 13 13 13
表1 塑料焊接工艺类型名称、代号和特点表2 焊丝尺寸选择.. 表3 热风焊焊条规定及选用（单焊条规格）表4 热风焊焊条规定及选用（双焊条规格）表5 PVDF管材、管件和面板铣削加工后焊接面之间的最大间隙宽度表6 PVC-U管材、管件和面板铣削加工后焊接面之间的最大间隙宽度表7 PP管材、管件和面板铣削加工后焊接面之间的最大间隙宽度· 表8 PVDF管材坡面和插入深度表9 PP管材坡面和插入深度表10 电熔连接管件承口尺寸与相应的公称外径参数表11 热风焊、挤出焊焊接质量要求表12 聚乙烯管道焊口质量外观检验项目及要求表A.1 塑料材料与所采用焊接方法对应表表 B. 1 热风焊、挤出焊的焊缝、接头和坡口形式表 B. 2 热熔焊、电熔焊的焊缝、接头和坡口形式表C.1 热风焊和挤出焊焊接过程记录表表 C.2 热熔对接焊焊口操作记录表表 C.3 热熔对接焊接施工日志表 C.4 电熔焊焊口操作记录表表C.5 电熔焊施工日志表 D.1 热风焊工艺参数表 D. 2 挤出焊工艺参数表 D.3 PVC-U管材和管件热熔对接焊工艺参数表 D. 4 PP管材和管件热熔对接焊工艺参数· 表D.5 PP-R管材热熔对接焊工艺参数. 表 D.6 SDR11PE管材热熔对接焊接参数表D.7 SDR17.6PE管材热熔对接焊接参数表 D.8 PVDF管材和管件热熔对接焊工艺参数表D.9 PP管材和管件热熔承插焊工艺参数表 D.10 PE管材和管件热熔承插焊工艺参数表 D. 11 PVDF管材和管件热熔承插焊工艺参数 I
10 12 12
15
16 17 18 19
20 21
21 22 22 23 23 23 24 25 25 26 26 27 HG/T4281—2011
前言
本标准与HG/T4280《塑料焊接工艺评定》、HG/T4282《塑料焊接试样拉伸检测方法》、HG/
T4283《塑料焊接试样弯曲检测方法》和冲击、剥离检测方法（注：计划中）共同构成了塑料焊接工艺基础性技术标准。
本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草。 本标准使用重新起草法参考并整合DVS2207-3：2005《热塑性塑料的热风焊》、DVS2207-4：2005
《热塑性塑料的挤出焊》的内容，与DVS2207-3：2005和DVS2207-4：2005的一致性程度为非等效
热风焊内容非等效采用DVS2207-3：2005《热塑性塑料的热风焊》；挤出焊内容非等效采用DVS2207-4：2005《热塑性塑料的挤出焊》；热熔焊、电熔焊内容根据国内技术制定。
请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。 本标准的附录A、附录C为资料性附录，附录B、附录D为规范性附录。 本标准由中国石油和化学工业联合会提出。 本标准由全国非金属化工设备标准化技术委员会（SAC/TC162)归口。 本标准起草单位：温州赵氟隆有限公司、西安塑龙熔接设备有限公司、莱丹塑料焊接技术（上海）有
限公司、佑利控股集团有限公司、康泰塑胶科技集团有限公司、贵州森瑞管业有限公司、上海氯威塑料有限公司、国家塑料制品质量监督检验中心、温州市质量技术监督检测院、沈阳建筑大学、四川森普管材股份有限公司、3M中国有限公司、温州市特种设备检测中心、金川集团有限公司、江苏技术师范学院。
本标准主要起草人：陈国龙、赵锋、成光涛、肖玉刚、张文霖、钟海、徐国然、郑伟义、应仁爱、谷亚新、 陈招、江泽佩、钱虹、王仁荣、张诗光、周健、姚科芬。
Ⅲ HG/T4281—2011
塑料焊接工艺规程
1范围
本标准规定了塑料焊接工艺规程的术语和定义，热风焊、挤出焊、热熔焊和电熔焊的工艺规程、质量检测与焊工要求。
本标准适用于聚氯乙烯（PVC：包括氯化聚氯乙烯PVC-C、硬质聚氯乙烯PVC-U、软质聚氯乙烯 PVC-R）、聚丙烯（PP：包括嵌段共聚聚丙烯PP-B、均聚聚丙烯PP-H、无规共聚聚丙烯PP-R）、聚乙烯（PE：包括高密度聚乙烯PE-HD、中密度聚乙烯PE-MD、低密度聚乙烯PE-LD）、聚偏氟乙烯（PVDF）、 改性聚四氟乙烯（PTFE-TFM)、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯塑料（ABS）、聚酰胺（PA）等热塑性塑料和塑料合金的管材和板材的焊接工艺规程。 2规范性引用文件
下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T6111 流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法 GB/T19806 塑料管材和管件聚乙烯电熔组件的挤压剥离试验 GB/T19808 塑料管材和管件公称外径大于或等于90mm的聚乙烯电熔组件的拉伸剥离试验 GB/T19810 聚乙烯（PE)管材和管件热熔对接接头拉伸强度和破坏形式的测定 GB/T20674.1 塑料管材和管件聚乙烯系统熔接设备第1部分：热熔对接 GB/T20674.2 塑料管材和管件聚乙烯系统熔接设备第2部分：电熔连接 HG/T4280 塑料焊接工艺评定 HG/T4282 塑料焊接试板拉伸试验方法 HG/T4283 塑料焊接试板弯曲试验方法 CJJ63—2008 聚乙烯燃气管道工程技术规程 TSGD2002—2006 燃气用聚乙烯管道焊接技术规则
3术语和定义
下列术语和定义适用于本文件。
3. 1
热风焊 hot-gas welding 塑料焊接面及塑料焊条或焊丝被热风烘成塑性状态，再通过外压使其连接在一起的焊接方法。包
括圆嘴热风焊、快速热风焊。
注：GB/T2035—2008《塑料术语及其定义》（idtISO472：1999)，定义2.478称之为"热气焊接”。 3.2
圆嘴热风焊 旱round nozzlehot-gaswelding 通过圆形风嘴加热焊条，焊条和母材通过热风被熔接在一起。风嘴沿着焊缝慢慢移动，热风同时加
热焊条与母材的区域。焊接方向与母材宜保持垂直，风嘴沿着焊条与母材扇形区上下往复移动。 3. 3
快速热风焊 high-speed nozzle hot-gas welding 通过斜梁风嘴加热焊条，将塑化状态下的焊条压在焊接面上，焊条自动随着喷嘴移动。
1 HG/T4281—2011 3. 4
挤出焊extrusionwelding 塑料焊条和待焊接面被热风预热，焊条经过螺杆送料和加压，使其连接在一起的焊接方法。
3.5
热熔焊fusionwelding 加热部件加热塑料的两个塑料端面后，加热部件迅速移开，然后施加适当的压力将两个塑料端面熔
接在一起的工艺。热熔焊包括热熔对接焊、热熔承插焊、热熔鞍形焊。 3.6
热熔对接焊buttfusionwelding 将两个塑料端面通过专用加热部件加热至粘流状态后，移走加热部件，施加一定压力将熔融端面对
接在一起并在承压状态下冷却接头至要求时间的连接方式 3.7
热熔承插焊 socketfusionwelding 将管材外表面和管件内表面同时无旋转地插人熔接器的模头中加热数秒，然后迅速撤去熔接器，把
已加热的管材快速地垂直插人管件，保压、冷却的连接过程 3.8
热熔鞍形焊 早saddle fusion welding 将管材连接部位外表面和鞍形管件内表面加热熔化，然后把鞍形管件压到管材上，保压、冷却到环
境温度的连接过程。 3.9
电熔焊electrofusionwelding 采用内埋电阻丝的专用电熔管件，通过专用设备，控制通过内埋于管件中电阻丝的电压、电流及通
电时间，使其达到熔接目的的连接方法。电熔焊包括电熔承插焊、电熔鞍形焊。 3.10
电熔承插焊 socketelectrofusionwelding 将管材外表面和管件内表面同时通过预埋的电热丝加热后，保压、冷却的连接过程。
3.11
电熔鞍形焊 saddle electrofusion welding 将管材连接部位外表面和鞍形管件内表面通过预埋的电热丝加热熔化，然后把鞍形管件压到管材
上，保压、冷却到环境温度的连接过程。 3.12
管道pipeline 本标准所述管道指管材（pipe）、管件（fitting）和阀门（valve）。管材一般是直管，管件指直通、弯头、
三通、四通、异径管（大小头)等。
注：GB/T4217—2001《流体输送用热塑性塑料管材公称外径和公称压力》和GB/T19278—2003《热塑性塑料管材、管件及阀门通用术语及其定义》称直管为“管材”。
塑料焊接工艺概述
4
4.12 焊接工艺类型、代号和特点及焊接工艺方法
焊接工艺类型、代号和特点见表1。塑料材料与所采用焊接工艺方法对应关系参见附录A。
2 HG/T4281—2011
表1塑料焊接工艺类型名称、代号和特点
焊接特点
塑料焊接工艺类型名称和代号
大分类名称 代号
小分类代号（PE燃气 PE燃气管代号管除外) （TSG考规中代号）
焊条焊丝填充物
典型焊接设备
加热方式
名称圆嘴热风焊 HGW-1 快速热风焊 HGW-2
有 热风加热有 热风加热有 热风加热无 电板加热无 电板加热无 电板加热无 电热丝直接加热 电熔焊机无
热风焊枪热风焊枪挤出焊机、挤出焊枪热熔焊机热熔承插焊机热熔鞍形焊机
热风焊 HGW
挤出焊 EXW
热熔对接焊 HTW-1
BW
热熔焊 HTW 热熔承插焊 HTW-2
热熔鞍形焊 HTW-3 电熔承插焊 ELW-1 电熔鞍形焊 ELW-2
EW-1 EW-2
电熔焊 ELW
电热丝直接加热
电熔焊机
焊缝、接头和坡口形式
4.2
根据工艺或设计的需要，在待焊部位加工成一定几何形状的沟槽，称作坡口（groove）。焊缝、接头和坡口形式见附录B。 4.3焊接过程记录
焊接过程的记录表参见附录C表C.1～表C.5。 5热风焊 5.1一般要求 5.1.1热塑性塑料的厚度应在1mm~30mm之间。 5.1.2被焊工件表面、焊条以及热风中不应含水、灰尘及油污。 5.1.3焊条尺寸应适应焊接要求，材质与母材相同或相近，并具有相容性。技术指标符合焊条及填充材料的相关标准。 5.2焊接机具
热风焊枪应符合热风焊枪的相关标准要求： a) 在一5℃～60℃的环境温度范围内，确保能够安全工作； b) 最多加热15min后，温度必须处于稳定状态。在焊接过程中，温度偏差范围不得大于温度设
定值的上下5℃，并且能够在此状态下连续24h进行工作。 5.3焊接工艺 5.3.1根据设计需要确定焊缝形状，对母材进行预加工。 5.3.2 清洁母材待焊区域。 5.3.3 选择合适的焊接机具。 5.3.4 接通电源，开启焊接工具开关，设定合适的焊接温度，直至达到所需温度。 5.3.5 圆嘴热风焊：通过风嘴出口部位预热母材待焊区的起始部位和焊条，待熔融后，垂直施加焊接压力于焊条上，同时焊接工具反复连续加热母材待焊区和焊条需要与母材进行焊接的部分，并勾速拖动焊条向前对母材进行焊接。 5.3.6快速热风焊：通过风嘴出口部位预热母材待焊区的起始部位和焊条，待熔融后，将焊条插入快速焊接风嘴直至焊条在该风嘴另外一端完全伸出，通过风嘴末端与焊条接触的部位施加焊接压力，保持焊
3 HG/T4281—2011 接工具恒定，同时沿着待焊区拖动焊接工具对母材进行焊接 5.3.7焊缝完成后，先将焊接工具停止加热，同时保持风机继续工作，直至焊接工具完全冷却，断开电源。 5.4焊接参数
工艺参数包括： a) 焊接温度：热风焊接时热空气的温度见附录D，该推荐的焊接温度范围是通常的温度。当在冬天
的北方野外施工和夏天的南方室内施工，该温度要分别升高和降低来加以修整，修整范围或系数由焊工根据实际条件或经验确定。在冬天的北方野外施工，应加保护措施，如设置帐篷、焊接处加保温帽等（下同）；
b) 焊条速度：根据焊条和喷嘴直径大小来选择焊接速度，以150mm/min~250mm/min为宜； c) 焊丝尺寸的选择见表2
焊条规定及选用见表3和表4； e) 热风焊工艺参数见附录D表D.1。
d)
表2焊丝尺寸选择
焊丝规格数量×直径
材料厚度 /mm
坡口类型
/mm 1X4 3X3
2 3 4 5 4 5 6 00 10
单V形
1X3+2×4
6X3 2(1×4) 2(3×3) 2(3×3)
X形
2(1X3+2×4)
2(6X3)
表3热风焊焊条规定及选用（单焊条规格）适用管材和板材厚度
长度 /m >0.5 >0.5 >0.5 >0.5 >0.5
允许偏差 /mm ±0.3 ±0.3 ± 0. 3 ± 0. 3 ±0.3
焊条直径 /mm
/mm
2 2. 5 3 3.5 4
2~3（或选用焊根焊接）
4~8 8~15 >15
表4 热风焊焊条规定及选用（双焊条规格）
焊条尺寸 /mm
长度 /m
适用板材厚度
容许偏差 /mm
/mm
L 1. 5 2. 0 2.5
d 1.5 2.0 2.5
h 1. 2 1. 7 2. 2
±0. 3 ± 0.3
<8
>0. 5
≥8