HG/T 4281-2011.Welding specification for plastics.
1范围
HG/T 4281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。
HG/T 4281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/T 6111流体输送用热塑性塑料管材耐内压试验方法
GB/T 19806塑料管材和管件聚乙烯电熔组件的挤压剥离试验
GB/T 1980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/T 19810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/T 20674.1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/T 20674.2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/T 4280塑料焊接工艺评定
HG/T 4282塑料焊接试板拉伸试验方法
HG/T 4283塑料焊接试板弯曲试验方法
CJJ 63- 2008聚乙烯燃气管道工程技术规程
TSG D2002-2006燃气用聚乙烯管道焊接技术规则

ICS 71.120;83.140
备案号：34694—2012
中华人民共和国化工行业标准
HG/T4281-2011
塑料焊接工艺规程
Weldingspecificationforplastics2011-12-20发布
2012-07-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前言
1范围
2规范性引用文件
3术语和定义
4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
一般要求
5.2焊接机具
5.3焊接工艺
5.4焊接参数
6挤出焊
一般要求
焊接机具
焊接工艺
焊接参数
7热熔焊
般要求
焊接机具
7.3焊接工艺
7.4焊接参数
8电熔焊
般要求
焊接机具·
焊接工艺
焊接参数·
9质量检测·
热风焊、挤出焊焊接质量要求
9.2热熔焊质量检测.
电熔焊质量检测·
10焊工要求
理论和技能要求
工艺要求
10.3资格要求
附录A（资料性附录）
附录B（规范性附录）
塑料材料与所采用焊接方法对应表焊缝、接头和坡口形式
HG/T4281-2011
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）焊接工艺参数图1
管端坡面处理
热熔对接焊工艺曲线图
截取斜度
刮去所有斜线
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
不合格的卷边背弯试验开裂
卷边宽度测量
塑料焊接工艺类型名称、代号和特点焊丝尺寸选择……
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管材坡面和插人深度
PP管材坡面和插人深度
电熔连接管件承口尺寸与相应的公称外径参数热风焊、挤出焊焊接质量要求
聚乙烯管道焊口质量外观检验项目及要求塑料材料与所采用焊接方法对应表热风焊、挤出焊的焊缝、接头和坡口形式热熔焊、电熔焊的焊缝、接头和坡口形式热风焊和挤出焊焊接过程记录表热熔对接焊焊口操作记录表
热熔对接焊接施工日志
电熔焊焊口操作记录表
电熔焊施工日志
热风焊工艺参数
挤出焊工艺参数
PVC-U管材和管件热熔对接焊工艺参数PP管材和管件热熔对接焊工艺参数PP-R管材热熔对接焊工艺参数·SDR11PE管材热熔对接焊接参数
SDR17.6PE管材热熔对接焊接参数PVDF管材和管件热熔对接焊工艺参数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PVDF管材和管件热熔承插焊工艺参数18
HG/T4281-2011
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/T1.12009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。1范围
塑料焊接工艺规程
HG/T4281—2011
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真
塑料焊接试板弯曲试验方法
CJ632008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
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round nozzlehot-gas welding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
挤出焊extrusion welding
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fusion welding
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butt fusionwelding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socket fusion welding将管材外表面和管件内表面同时无旋转地插入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saddlefusion 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。
电熔焊electrofusion welding
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socket electrofusion welding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saddleelectrofusionwelding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/T192782003《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
4.1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
大分类
热风焊
挤出焊
热熔焊
电熔焊
表1塑料焊接工艺类型名称、代号和特点塑料焊接工艺类型名称和代号
小分类
圆嘴热风焊
快速热风焊
热熔对接焊
热熔承插焊
热熔鞍形焊
电熔承插焊
电熔鞍形焊
4.2焊缝、接头和坡口形式
代号（PE燃气
管除外）
PE燃气管代号
（TSG考规中代号）
焊条焊丝
填充物
HG/T4281—2011
焊接特点
典型焊接设备
加热方式
热风加热
热风加热
热风加热
电板加热
电板加热
电板加热
电热丝直接加热
电热丝直接加热
热风焊枪
热风焊枪bZxz.net
挤出焊机、挤
出焊枪
热熔焊机
热熔承插焊机
热熔鞍形焊机
电熔焊机
电熔焊机
根据工艺或设计的需要，在待焊部位加工成一定儿何形状的沟槽，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-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，并匀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，将焊条插人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/min250mm/min为宜；焊丝尺寸的选择见表2；
焊条规定及选用见表3和表4；
热风焊工艺参数见附录D表D.1
表2焊丝尺寸选择
材料厚度
坡口类型
单V形
焊条直径
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
2~3（或选用焊根焊接）
允许偏差
热风焊焊条规定及选用（双焊条规格）表4
焊条尺寸
适用板材厚度
焊丝规格
数量×直径
1×3+2×4
2(1X4)
2（3×3)
2(3×3）
2（1×3+2X4）
2（6×3)
容许偏差
6挤出焊
6.1一般要求
一般要求同5.1的要求。
6.2焊接机具
HG/T4281-2011
6.2.1焊接机具包括挤出焊机、预热设备、焊接铲和辅助工具、不同焊缝形式的焊接靴。6.2.2风嘴应能适应焊缝形式，出口热气应均匀流过整个横截面，以便焊接面均匀塑化。6.2.3焊接靴的接触区应保证焊接压力的作用达到最低的时间要求时，需要粘接的部分应全部牢固粘接，尤其是焊缝的根部和边缘。注：焊接靴（welding shoes）：安装在挤出焊机的前端，成型不同形状焊缝的聚四氟乙烯结构件。6.3焊接工艺
6.3.1根据设计需要确定焊缝形状尺寸，对母材进行预加工。6.3.2清洁母材待焊区和焊条需要与母材进行焊接的部分。6.3.3选择合适的挤出焊接工具和所需要的焊接靴，并将其配合牢固。6.3.4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。6.3.5挤出部分熔体，对焊接靴的焊接接触面进行预热6.3.6通过焊接靴出风口部位预热母材待焊区的起始部位，在焊接靴即将接触待焊区之前，立即将焊条熔体挤出。
6.3.7将焊接靴在待焊区稍做停留，待焊接靴的焊接接触面与母材之间充满焊条的熔体之后，操作者通过挤出焊枪施加一定的压力，开始进行焊接6.3.8操作者须根据手动挤出焊接机的挤出量和所需要焊缝的横截面积调整自己的焊接速度。6.3.9焊接完成后，让焊缝部位自然冷却。6.3.10将手动挤出焊枪停止加热，待其完全冷却后，关闭主开关并断开电源。6.4焊接参数
挤出焊工艺参数见附录D表D.2
7热熔焊
7.1一般要求
7.1.1对于外径不大于63mm或壁厚小于6mm的焊件不允许使用热熔对接焊7.1.2热熔承插焊适用于直径125mm以下聚乙烯管材管件的连接，直径大于等于63mm以上，应使用承插焊机，直径小于63mm可用手动承插焊。7.2焊接机具
7.2.1应使用适合所要焊接材料的焊接机具，最好是使用带记录装置的自动焊接机具。7.2.2热熔对接连接设备应符合GB/T20674.1的规定。7.2.3手动热熔承插焊机一般包括：加热部件和与加热部件紧密连接的环形加热器；机械热熔承插焊机一般包括：焊机机架、动力（液压）源、加热部件及环形加热器7.2.4热熔鞍形焊机主要由鞍形加热部件和辅助设备组成，鞍形加热部件包括：凹凸鞍形的加热模块及控制设备。辅助设备包括保证管材、鞍形管件准确定位和在熔接压力下结构稳定的固定装置。7.3焊接工艺
7.3.1热熔对接焊工艺过程
7.3.1.1热熔对接焊阶段
热熔对接焊的五个阶段：
a）预热阶段；
HG/T4281-2011
吸热阶段；
c）转换阶段；
d）焊接阶段；
e）冷却阶段。
7.3.1.2焊接前准备
在焊接前应进行以下准备工作：焊接区域内应当防范不良气候的影响；a)
必须保证使用的工具和工件是清洁的，焊接区域没有油污；清洁油路接头，正确地连接焊机各部件；测量电源电压，确认电压符合热熔对接焊机要求，d）按照焊接工艺正确地设置吸热、冷却时间和加热部件温度（热板表面温度PE80为210℃士10℃；PE100为225℃土10℃），第一个焊口热板在焊接温度下需预热10min。7.3.1.3装夹管材/管件
在热熔对接焊机上夹装两待焊组件，用管材支架将管材垫平，调整同心度，调整两管材使其在同轴线上。检查对准情况，粘接面的错位不能超出允许的尺寸，即0.1×管材或面板外壁厚度。7.3.1.4铣削焊接面
铣削后检查焊接面之间的最大间隙宽度，应符合表5~表7要求。表5PVDF管材、管件和面板铣削加工后焊接面之间的最大间隙宽度管材公称外径dn
dn<355
400400400400间隙宽度
单位为毫米
面板宽度B
≤1500
150020002300表6PVC-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管材公称外径d.
63110225225间隙宽度
单位为毫米
面板宽度B
150020002300表7PP管材、管件和面板铣削加工后焊接面之间的最大间隙宽度管材公称外径dn
400630800间隙宽度
单位为毫米
面板宽度B
≤1500
1500200023007.3.1.5对中管材或管件达到同轴度HG/T4281—2011
检查管材或管件端面是否存在不平整铣削、空隙或其他缺陷，如果符合要求将端面对接检查是否正确对中。管材或管件端面的不圆度及同轴度应符合CJ632008的规定。7.3.1.6测拖动压力及检查
闭合机架均勾缓慢地加压，机架开始运动时记录压力值为拖动压力（pt），拖动压力不是固定的，每次焊接都必须进行测量。对接端面间隙小于0.3mm；焊接件的错边量小于焊接件厚度的10%。7.3.1.7端面平整吸热
当加热部件的温度达到设定温度后，将加热部件安置在热熔对接焊机上，在保持压力完成规定的翻边形成时间或达到规定翻边尺寸后，在不中断管材或管件与加热工具接触条件下，将压力调整为热熔对接吸热压力并保持吸热时间要求的时间段。热熔对接总的焊接压力（p1）=拖动压力（pt）十接缝压力（pz）。
加热工具两侧整个圆周凸起高度应当达到规定值，降压至拖动压力（p）开始吸热计时，要确保加热工具与焊接端面紧密贴合，不得有间隙。7.3.1.8切换对接
在完成吸热时间段后，将管材或管件端面与加热部件拉开，用可控方式移出加热部件后迅速将熔融管材或管件端面对接在一起，迅速将压力匀速升至热熔对接总的焊接压力（p1），严禁高压碰撞。对准时，将要焊接的粘接面压在热烙铁上，直到整个面完全接触热烙铁，面与面平行，可以观察翻边的形成情况进行确定。当围绕整个管材圆周或面板整个顶端的翻边高度达到要求值时，就算对准了。7.3.1.9接头冷却
热熔对接连接后的接头应固定在热熔对接焊机内，按照焊机内保压冷却规定完成要求的冷却周期7.3.1.10拆卸管材/管件
冷却时间结束后，压力降至零，再拆卸焊接完成的管材/管件。7.3.2热熔承插焊工艺过程
7.3.2.1热熔承插焊工艺过程为：检查、切管、清理接头部位及划线、加热、撤熔接器、找正、管件套人管材并校正、保压、冷却。
7.3.2.2检查、切管、清理接头部位及划线：要求管材外径大于管件内径，以保证熔接后形成合适的凸缘。
清洁管件内侧和管材外侧，在焊接开始前才加工部件的粘接面。按图1和表8、表9的要求，将管端作成坡面。按管件供应商的说明，加工管材的粘接面。如果是手工焊接，必须按表8、表9的要求在管端标记插人深度。
说明：
dn管材公称外径
6坡面；
插人深度。
图1管端坡面处理
HG/T42812011
管材公称外径
管材公称外径
7.3.2.3加热
表8PVDF管材坡面和插入深度
PP管材坡面和插入深度
插人深度
插人深度
单位为毫米
单位为毫米
热衬套和热套管不能弄脏，在每次焊接前，要按要求进行清洁。不能损坏焊接区域的热衬套和热套管的防粘涂层。
开始焊接前，检查加热工具的焊接温度是否达到260℃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（已预热到设定温度）加热数秒，加热温度为260℃，加热时间见附录D表D.3~表D.11。7.3.2.4插接：管材管件加热到规定的时间后，迅速从熔接器的模头中拔出并撤去熔接器，快速找正方向，将管件套人管端至划线位置，套人过程中若发现歪斜应及时校正。找正和校正可利用管材上所印的线条和管件两端面上成十字形的四条刻线作为参考。7.3.2.5保压、冷却：冷却过程中，不得移动管材或管件，完全冷却后才可进行下一个接头的连接操作。7.3.3热熔鞍形焊工艺过程
热熔鞍形焊工艺过程为：管材支撑、清理连接部位及划线、加热、撤熔接器、找正、鞍形管件压向管材8
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