Welding parameters must be tailored to the specific site conditions, taking into consideration such things as material type, melt flow index (MFI), surface texture, and ambient weather conditions. Welding under the dew point is not allowed as it adversely affects weld quality.

Field welding parameters should be derived from welding tests conducted according to recognized standards such as but not limited to GRI-19a, GRI-19b, German DVS 2225-3 or 4, ASTM D6392, or ASTM D7747, depending on the materials being fusion welded.

It is also important to understand the limitations of these standards and where required adopt project specific welding parameters.  The latter has become more relevant over the past few years as a result of new geomembranes with limited welding history being introduced to the market.

WELDING DEVICE DESIGN PRINCIPLES

To ensure consistent and reliable welding results, welding devices should adhere to specific design principles. These principles include a closed-loop control system for maintaining welding temperature, closed-loop control for controlling welding speed, and a calibrated pressure system with a load cell or measuring system to enable reproducible welding pressure. Incorporating a data acquisition system, as per ASTM D8468*, allows for automated data acquisition, welding data log files, and post-welding analysis.

* ASTM D8468-23  – Standard Practice for Data Recording Procedure for Welding Devices Used to Produce Thermal Fusion Welds in Geomembrane Systems

All parts of the welding device that come into contact with the material to be welded must be free from sharp edges. Sharp edges can notch the welded material and negatively impact long-term weld strength due to defect introduction such as score lines and grooves and resultant notch sensitivity. The minimum radius of all edges in contact with the geomembrane should be no less than 2.0mm.

1. Thâm nhập và vướng mắc: Sự thành công của hàn nhiệt hạch phụ thuộc vào sự thâm nhập và vướng víu của các phân tử polymer từ cả hai tấm màng chống thấm tại giao diện. Sự lồng vào nhau phân tử này tạo ra một liên kết mạnh mẽ.
2. Thời gian sưởi ấm và dừng: Hệ thống sưởi thích hợp và thời gian dừng phù hợp là rất quan trọng. Nếu hệ thống sưởi không đủ và thời gian dừng ngắn, các chuỗi polymer có thể không có đủ tính di động để thâm nhập hiệu quả, dẫn đến liên kết yếu.
3. Quá nóng và thời gian dừng lâu: Mặt khác, vật liệu quá nóng hoặc sử dụng tốc độ hàn chậm (thời gian dừng lâu) có thể dẫn đến nóng chảy quá mức và "vắt kiệt" vật liệu nóng chảy. Điều này có thể dẫn đến độ bền mối hàn kém và giảm độ dày quá mức trên đường hàn.
4. Áp lực nip: Áp suất nip đề cập đến áp suất tác dụng giữa hai tấm trong quá trình hàn. Áp suất quá nhỏ có thể ngăn chặn sự lồng vào nhau thích hợp của các phân tử, trong khi áp suất quá mức có thể khiến vật liệu nóng chảy bị ép ra và làm suy yếu mối hàn.
5. Độ bền mối hàn và vùng bị ảnh hưởng nhiệt: Độ bền mối hàn có thể bị tổn hại nếu không đạt được sự cân bằng tối ưu của các thông số. Hơn nữa, các điều kiện không thuận lợi có thể làm giảm đáng kể độ dày của khu vực hàn và hình thành vùng ảnh hưởng nhiệt (HAZ) liền kề với rãnh hàn. HAZ có thể đã thay đổi tính chất vật liệu do tiếp xúc với nhiệt và có thể lão hóa nhanh hơn tấm dẫn đến tăng khả năng nứt ứng suất.
6. Hiệu suất mối hàn tối ưu: Đạt được hiệu suất mối hàn tốt nhất liên quan đến việc tìm ra sự cân bằng phù hợp giữa cả 3 thông số là nhiệt độ, tốc độ và áp suất. Điều chỉnh các thông số như sưởi ấm, thời gian dừng và áp suất nip là điều cần thiết để tạo ra mối hàn mạnh mẽ và đáng tin cậy giữa các tấm màng chống thấm là điều cần thiết.
7. Thử nghiệm: Các thông số mối hàn cuối cùng phải được xác minh theo các tiêu chuẩn được công nhận, liên quan đến các vật liệu được hàn nhiệt hạch.