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淺談焊角開(kāi)裂的成因和預防措施

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(kāi)裂問(wèn)題。到底型材焊角開(kāi)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(kāi)裂問(wèn)題呢？下面結合一些業(yè)內人士的觀(guān)點(diǎn)談?wù)勥@方面的問(wèn)題。

一、開(kāi)裂的現象

塑料門(mén)窗的開(kāi)裂情況幾乎都集中在框和扇的縫角部位。開(kāi)裂方式一般可歸為兩種情況：一種是從焊角的內角角頂開(kāi)始，以比較規律的直線(xiàn)沿焊縫開(kāi)裂。

二、“焊縫開(kāi)裂”產(chǎn)生的原因及其預防措施造成的焊縫開(kāi)裂的原因業(yè)內的看法比較統一其主要原因是焊接工藝存在問(wèn)題，焊角強度達不到應有的數值，導致焊角開(kāi)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(kāi)裂產(chǎn)生著(zhù)重要的影響，值得注意：

1、型材下料的幾何尺寸精度，如長(cháng)度、角度，框和扇的對角線(xiàn)公差必須保證在2～3mm以?xún)?，以避免焊接余量和焊接熔化量不均，焊角強度降低，同時(shí)可避免在焊角產(chǎn)生過(guò)大的內應力。

2、焊板質(zhì)量和焊接溫度的設置。焊板上的溫度分布必須均勻，焊板的設置溫度和實(shí)際溫度的吻合性要好；設置的加熱溫度過(guò)高或過(guò)低都將使焊角強度降低。

3、進(jìn)給壓力的設置。焊角強度與進(jìn)給壓力的關(guān)系應該是：隨著(zhù)進(jìn)給壓力的增大，焊角強度增大，進(jìn)給壓力超過(guò)一個(gè)最佳值時(shí)，焊角強度反而下降。另外要注意前后壓鉗壓力的設置應保證型材不變形、不位移，在焊接過(guò)程中一旦型材發(fā)生位移，焊角強度將嚴重下降。

4、型材靠板的調整和使用。必須調整好靠板的直線(xiàn)度和垂直度，以及靠板內側與鉗口邊緣的相對位置，型材靠板調整不當，將使型材產(chǎn)生錯位和偏熔偏焊，嚴重影響著(zhù)型材的焊角強度。型材靠板高度應與型材高度相直協(xié)調（前者稍低），有些組裝廠(chǎng)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。對于使用期限已過(guò)或已穿孔的焊布應及時(shí)更換，同時(shí)應注意保持焊布的清潔有粘附物要及時(shí)清除。有些組裝廠(chǎng)為了節省工時(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焊接不同品種規格的型材或不同廠(chǎng)家的型材。

三、“材料開(kāi)裂”的原因

型材產(chǎn)生“材料開(kāi)裂”與型材本身的內應力和型材所受到的外應力均有關(guān)系，當外應力大于內應力時(shí)，型材便產(chǎn)生“材料開(kāi)裂”。

1、型材在設計、生產(chǎn)過(guò)程中使型材產(chǎn)生“材料開(kāi)裂”的不利因素。

①、焊角開(kāi)裂的小端面問(wèn)題。有人通過(guò)焊角開(kāi)裂的模擬試驗，對塑料門(mén)窗的角部做壓力破壞性容易開(kāi)裂的型材試驗，得出如下結論：容易開(kāi)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(kāi)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。

②、型材的可焊性問(wèn)題。不同廠(chǎng)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，不同配方的焊角強度值落差就越大，建議組裝廠(chǎng)通過(guò)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(guò)實(shí)驗發(fā)現，型材的材料開(kāi)裂現象與型材的塑化度有著(zhù)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(kāi)裂”。因此在型材生產(chǎn)過(guò)程中，廠(chǎng)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(kāi)裂”的影響及其預防措施。

除了本文中的第二點(diǎn)外，還有如下幾方面對型材的“材料開(kāi)裂”有著(zhù)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(kāi)裂的情況，這與焊接過(guò)程中型材產(chǎn)生內應力有關(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)，這樣就在焊接區和型材區之間形成一個(gè)溫度梯度分布區域。在冷卻過(guò)程中，這一狹小的區域內就會(huì )由于型材冷卻、收縮不均勻而產(chǎn)生內應力，焊接溫度與環(huán)境溫度相差越大，產(chǎn)生的內應力就越大。在內應力與外應力的共同作用下，焊角就會(huì )從這一狹小的區域開(kāi)裂，而往往不是從焊縫開(kāi)始開(kāi)裂。因此，有條件的組裝廠(chǎng)其焊接車(chē)間的環(huán)境溫度必須保持在16℃以上，而且冬季戶(hù)外環(huán)境比較低時(shí)，型材必須在室內貯存24小時(shí)以上。沒(méi)有條件的組裝廠(chǎng)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、扇內角的焊瘤時(shí)，應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)應力集中最嚴重的部位。

③、鋁滑軌和壓條的開(kāi)料尺寸。為了防止壓條之間或鋁滑軌與邊框的配合出現縫隙，很多組裝廠(chǎng)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“材料開(kāi)裂”的影響及其預防措施

①、在冬季安裝塑料窗時(shí)，應減少戶(hù)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(kāi)裂，另一方面可以避免室外冷環(huán)境對材料的冷脆影響。

②、門(mén)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。

③、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。由于膨脹螺釘的緊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(huì )增加應力、引發(fā)焊角開(kāi)裂。

④、窗框與洞口之間的伸縮縫內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(mén)窗焊角開(kāi)裂的因素較為復雜，既可能是型材的內在質(zhì)量問(wèn)題，也可能是門(mén)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(chǎng)及其它用戶(hù)加深技術(shù)交流合作，從各方面同時(shí)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(kāi)裂的目的。