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淺談焊角開裂的成因和預(yù)防措施論文
PVC型材屬冷脆性材料，在冬季的組裝和安裝過(guò)程中比較容易引發(fā)型材焊角開裂問(wèn)題。到底型材焊角開裂與型材質(zhì)量、組裝工藝以及安裝操作有些什么關(guān)系，怎樣才能更好地控制和避免型材焊角開裂問(wèn)題呢？下面結(jié)合一些業(yè)內(nèi)人士的觀點(diǎn)談?wù)勥@方面的問(wèn)題。
一、開裂的現(xiàn)象
塑料門窗的開裂情況幾乎都集中在框和扇的縫角部位。開裂方式一般可歸為兩種情況：一種是從焊角的內(nèi)角角頂開始，以比較規(guī)律的直線沿焊縫開裂。
二、“焊縫開裂”產(chǎn)生的原因及其預(yù)防措施造成的焊縫開裂的原因業(yè)內(nèi)的看法比較統(tǒng)一其主要原因是焊接工藝存在問(wèn)題，焊角強(qiáng)度達(dá)不到應(yīng)有的數(shù)值，導(dǎo)致焊角開裂。
如下幾方面的焊接工藝將對(duì)焊角強(qiáng)度產(chǎn)生直接的影響，也對(duì)焊縫開裂產(chǎn)生著重要的影響，值得注意：
1、型材下料的幾何尺寸精度，如長(zhǎng)度、角度，框和扇的對(duì)角線公差必須保證在2～3mm以內(nèi)，以避免焊接余量和焊接熔化量不均，焊角強(qiáng)度降低，同時(shí)可避免在焊角產(chǎn)生過(guò)大的內(nèi)應(yīng)力。
2、焊板質(zhì)量和焊接溫度的設(shè)置。焊板上的溫度分布必須均勻，焊板的設(shè)置溫度和實(shí)際溫度的吻合性要好；設(shè)置的加熱溫度過(guò)高或過(guò)低都將使焊角強(qiáng)度降低。
3、進(jìn)給壓力的設(shè)置。焊角強(qiáng)度與進(jìn)給壓力的關(guān)系應(yīng)該是：隨著進(jìn)給壓力的增大，焊角強(qiáng)度增大，進(jìn)給壓力超過(guò)一個(gè)最佳值時(shí)，焊角強(qiáng)度反而下降。另外要注意前后壓鉗壓力的設(shè)置應(yīng)保證型材不變形、不位移，在焊接過(guò)程中一旦型材發(fā)生位移，焊角強(qiáng)度將嚴(yán)重下降。
4、型材靠板的調(diào)整和使用。必須調(diào)整好靠板的直線度和垂直度，以及靠板內(nèi)側(cè)與鉗口邊緣的相對(duì)位置，型材靠板調(diào)整不當(dāng)，將使型材產(chǎn)生錯(cuò)位和偏熔偏焊，嚴(yán)重影響著型材的焊角強(qiáng)度。型材靠板高度應(yīng)與型材高度相直協(xié)調(diào)（前者稍低），有些組裝廠靠板不齊全，用小系列型材的靠板來(lái)焊大寬度的型材，這是不可取的。
5、焊布的質(zhì)量和清潔。對(duì)于使用期限已過(guò)或已穿孔的焊布應(yīng)及時(shí)更換，同時(shí)應(yīng)注意保持焊布的清潔有粘附物要及時(shí)清除。有些組裝廠為了節(jié)省工時(shí)，上好膠條后再焊接型材，致使焊布粘膠，弄得焊布黑黑的一片膠料，這是一種只追求效率而不追求質(zhì)量的做法。
另外，不宜采用同一工藝參數(shù)焊接不同品種規(guī)格的型材或不同廠家的型材。
三、“材料開裂”的原因
型材產(chǎn)生“材料開裂”與型材本身的內(nèi)應(yīng)力和型材所受到的外應(yīng)力均有關(guān)系，當(dāng)外應(yīng)力大于內(nèi)應(yīng)力時(shí)，型材便產(chǎn)生“材料開裂”。
1、型材在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程中使型材產(chǎn)生“材料開裂”的不利因素。
�、�、焊角開裂的小端面問(wèn)題。有人通過(guò)焊角開裂的模擬試驗(yàn)，對(duì)塑料門窗的角部做壓力破壞性容易開裂的型材試驗(yàn)，得出如下結(jié)論：容易開裂的型材，其焊角強(qiáng)度的試驗(yàn)值通常也較低。而焊角強(qiáng)度低的型材多集中在小端面型材上，因面小端面型材較容易產(chǎn)生焊角開裂。因此，用小端面型材制作窗框、窗扇時(shí)，其尺寸不宜過(guò)大。
�、凇⑿筒牡目珊感詥�(wèn)題。不同廠家不同配方的同種型材在常溫下其可焊性一般來(lái)說(shuō)差別并不是很大，但當(dāng)環(huán)境溫度低于15℃時(shí)情況就不一樣了，溫度越低，不同配方的焊角強(qiáng)度值落差就越大，建議組裝廠通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)，選用低溫條件下可焊性好的型材。
�、�、型材擠出加工中的塑化度。有人通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，型材的材料開裂現(xiàn)象與型材的塑化度有著明顯的關(guān)系，塑化不良或塑化過(guò)度的型材都容易產(chǎn)生“材料開裂”。因此在型材生產(chǎn)過(guò)程中，廠家應(yīng)嚴(yán)格控制生產(chǎn)工藝，把握適合的塑化度，使型材達(dá)到較佳的性能，具有最好的承受外界應(yīng)力的能力。
2、焊接與組裝對(duì)“材料開裂”的影響及其預(yù)防措施。
除了本文中的第二點(diǎn)外，還有如下幾方面對(duì)型材的“材料開裂”有著明顯的影響。
①、焊接環(huán)境溫度。焊接環(huán)境溫度較低時(shí)（≤15℃）所焊的框、扇較容易發(fā)生焊角開裂的情況，這與焊接過(guò)程中型材產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力有關(guān)。在型材焊接時(shí)，端面被焊板加熱至熔融狀態(tài)，但端面附近型材卻處于常溫狀態(tài)，這樣就在焊接區(qū)和型材區(qū)之間形成一個(gè)溫度梯度分布區(qū)域。在冷卻過(guò)程中，這一狹小的區(qū)域內(nèi)就會(huì)由于型材冷卻、收縮不均勻而產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，焊接溫度與環(huán)境溫度相差越大，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力就越大。在內(nèi)應(yīng)力與外應(yīng)力的共同作用下，焊角就會(huì)從這一狹小的區(qū)域開裂，而往往不是從焊縫開始開裂。因此，有條件的組裝廠其焊接車間的環(huán)境溫度必須保持在16℃以上，而且冬季戶外環(huán)境比較低時(shí)，型材必須在室內(nèi)貯存24小時(shí)以上。沒(méi)有條件的組裝廠在型材焊接前應(yīng)想辦法將型材、焊機(jī)平臺(tái)和壓鉗預(yù)熱。
�、�、清角作業(yè)。在清理框、扇內(nèi)角的焊瘤時(shí)，應(yīng)避免用扁鏟刀鑿擊而產(chǎn)生的刀痕，產(chǎn)生的刀痕會(huì)成為后道工序安裝壓邊時(shí)應(yīng)力集中最嚴(yán)重的部位。
�、�、鋁滑軌和壓條的開料尺寸。為了防止壓條之間或鋁滑軌與邊框的配合出現(xiàn)縫隙，很多組裝廠在確定壓條和鋁滑軌的尺寸時(shí)往往取高不取低，如果壓條和鋁滑軌的尺寸的余量過(guò)大，往往導(dǎo)致安裝時(shí)框、扇角部被撐裂。建議壓條和鋁滑軌的下料尺寸按每樘框、扇的實(shí)際尺寸進(jìn)行操作。
3、安裝對(duì)“材料開裂”的影響及其預(yù)防措施
�、�、在冬季安裝塑料窗時(shí)，應(yīng)減少戶外作業(yè)的工作。一方面可以避免框扇在安裝時(shí)處于懸空狀態(tài)而造成角部開裂，另一方面可以避免室外冷環(huán)境對(duì)材料的冷脆影響。
②、門窗洞口的位置必須橫平豎直，洞口尺寸大小適宜。洞口歪斜不規(guī)范，造成相鄰兩窗框的夾角不等于90°，使框、扇的角部應(yīng)力加大。
�、�、固定方法應(yīng)優(yōu)選采用固定片固定法，盡量不采用膨脹螺釘內(nèi)附固定法，且固定片安裝的間距應(yīng)符合國(guó)標(biāo)要求。由于膨脹螺釘?shù)木o固作用和不可變形的特性，它不但不能緩解和消除窗框所受的應(yīng)力，甚至還會(huì)增加應(yīng)力、引發(fā)焊角開裂。
�、�、窗框與洞口之間的伸縮縫內(nèi)必須采用泡沫塑料或其它彈性材料填塞，避免在溫度變化時(shí)影響塑窗的尺寸變化。
影響型塑料門窗焊角開裂的因素較為復(fù)雜，既可能是型材的內(nèi)在質(zhì)量問(wèn)題，也可能是門窗組裝和安裝方面的問(wèn)題，這樣就要求型材生產(chǎn)企業(yè)與組裝廠及其它用戶加深技術(shù)交流合作，從各方面同時(shí)入手，采取合理的應(yīng)對(duì)措施，才可能達(dá)到減少和預(yù)防型材焊角發(fā)生開裂的目的。
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