淺談焊角開裂的成因和預防措施

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PVC型材屬冷脆性材料，在冬季的組裝和安裝過程中比較容易引發(fā)型材焊角開裂問題。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題呢？下面結(jié)合一些業(yè)內(nèi)人士的觀點談談這方面的問題。 
    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題，焊角強度達不到應有的數(shù)值，導致焊角開裂。 
    如下幾方面的焊接工藝將對焊角強度產(chǎn)生直接的影響，也對焊縫開裂產(chǎn)生著重要的影響，值得注意： 
    1、型材下料的幾何尺寸精度，如長度、角度，框和扇的對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，焊角強度降低，同時可避免在焊角產(chǎn)生過大的內(nèi)應力。 
    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)置溫度和實際溫度的吻合性要好；設(shè)置的加熱溫度過高或過低都將使焊角強度降低。 
    3、進給壓力的設(shè)置。焊角強度與進給壓力的關(guān)系應該是：隨著進給壓力的增大，焊角強度增大，進給壓力超過一個最佳值時，焊角強度反而下降。另外要注意前后壓鉗壓力的設(shè)置應保證型材不變形、不位移，在焊接過程中一旦型材發(fā)生位移，焊角強度將嚴重下降。 
    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)與鉗口邊緣的相對位置，型材靠板調(diào)整不當，將使型材產(chǎn)生錯位和偏熔偏焊，嚴重影響著型材的焊角強度。型材靠板高度應與型材高度相直協(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焊大寬度的型材，這是不可取的。 
    5、焊布的質(zhì)量和清潔。對于使用期限已過或已穿孔的焊布應及時更換，同時應注意保持焊布的清潔有粘附物要及時清除。有些組裝廠為了節(jié)省工時，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)應力和型材所受到的外應力均有關(guān)系，當外應力大于內(nèi)應力時，型材便產(chǎn)生“材料開裂”。 
    1、型材在設(shè)計、生產(chǎn)過程中使型材產(chǎn)生“材料開裂”的不利因素。 
　?、?、焊角開裂的小端面問題。有人通過焊角開裂的模擬試驗，對塑料門窗的角部做壓力破壞性容易開裂的型材試驗，得出如下結(jié)論：容易開裂的型材，其焊角強度的試驗值通常也較低。而焊角強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，其尺寸不宜過大。 
　?、?、型材的可焊性問題。不同廠家不同配方的同種型材在常溫下其可焊性一般來說差別并不是很大，但當環(huán)境溫度低于15℃時情況就不一樣了，溫度越低，不同配方的焊角強度值落差就越大，建議組裝廠通過對比試驗，選用低溫條件下可焊性好的型材。 
　　③、型材擠出加工中的塑化度。有人通過實驗發(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，塑化不良或塑化過度的型材都容易產(chǎn)生“材料開裂”。因此在型材生產(chǎn)過程中，廠家應嚴格控制生產(chǎn)工藝，把握適合的塑化度，使型材達到較佳的性能，具有最好的承受外界應力的能力。 
　　2、焊接與組裝對“材料開裂”的影響及其預防措施。 
　　除了本文中的第二點外，還有如下幾方面對型材的“材料開裂”有著明顯的影響。 
　?、?、焊接環(huán)境溫度。焊接環(huán)境溫度較低時（≤15℃）所焊的框、扇較容易發(fā)生焊角開裂的情況，這與焊接過程中型材產(chǎn)生內(nèi)應力有關(guān)。在型材焊接時，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)之間形成一個溫度梯度分布區(qū)域。在冷卻過程中，這一狹小的區(qū)域內(nèi)就會由于型材冷卻、收縮不均勻而產(chǎn)生內(nèi)應力，焊接溫度與環(huán)境溫度相差越大，產(chǎn)生的內(nèi)應力就越大。在內(nèi)應力與外應力的共同作用下，焊角就會從這一狹小的區(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，型材必須在室內(nèi)貯存24小時以上。沒有條件的組裝廠在型材焊接前應想辦法將型材、焊機平臺和壓鉗預熱。 
　　②、清角作業(yè)。在清理框、扇內(nèi)角的焊瘤時，應避免用扁鏟刀鑿擊而產(chǎn)生的刀痕，產(chǎn)生的刀痕會成為后道工序安裝壓邊時應力集中最嚴重的部位。 
　?、邸X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往往取高不取低，如果壓條和鋁滑軌的尺寸的余量過大，往往導致安裝時框、扇角部被撐裂。建議壓條和鋁滑軌的下料尺寸按每樘框、扇的實際尺寸進行操作。 
　　3、安裝對“材料開裂”的影響及其預防措施 
　?、佟⒃诙景惭b塑料窗時，應減少戶外作業(yè)的工作。一方面可以避免框扇在安裝時處于懸空狀態(tài)而造成角部開裂，另一方面可以避免室外冷環(huán)境對材料的冷脆影響。 
　?、?、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、扇的角部應力加大。 
　?、?、固定方法應優(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符合國標要求。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力，甚至還會增加應力、引發(fā)焊角開裂。 
　　④、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雜，既可能是型材的內(nèi)在質(zhì)量問題，也可能是門窗組裝和安裝方面的問題，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，從各方面同時入手，采取合理的應對措施，才可能達到減少和預防型材焊角發(fā)生開裂的目的。