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穿條式隔熱鋁型材生産過程中的質量管理

來源: 时间:2016-08-06 10:32:34 次數:

自從2000年泰諾風公司將歐洲成熟的鋁合金隔熱技術引入國內,隔熱鋁型材在國內的生産史已經有七年多了。隨著國家節能政策的執行力度加大,人民生活、工作舒適性要求提高,節能標准日益完善,節能指標逐漸提高,節能技術的覆蓋面越來越廣泛,作爲鋁合金門窗幕牆節能技術的主要運用之一------穿條式隔熱鋁型材,使用量越來越大


自從2000年泰諾風公司將歐洲成熟的鋁合金隔熱技術引入國內,隔熱鋁型材在國內的生産史已經有七年多了。隨著節能政策的執行力度加大,人民生活、工作舒適性要求提高,節能標准日益完善,節能指標逐漸提高,節能技術的覆蓋面越來越廣泛,作爲鋁合金門窗幕牆節能技術的主要運用之一------穿條式隔熱鋁型材,使用量越來越大。但是從近幾年相關部門對隔熱鋁型材的抽查情況來看,在其質量方面還是存在一定的問題,特別是室溫縱向抗剪特征值。
          在实际加工过程 的操作细节没有一一累叙。对于在加工过程的常见问题分析和型材设计中应注意的事项,笔者将在《穿條式隔热铝型材加工工艺细节分析》中详细介绍。隔热铝门窗幕墙在政府强力推进建筑节能的社会大背景下已成为华北、东北、华东地区的主流门窗幕墙,作为主材料供应商的铝材生产企业都在隔热型材的设计、加工方面投入了大量的精力、财力,泰诺风致力于提供产品以外的更细化、深化的技术支持与配合,无私、客观奉献在欧洲积累的40年的隔熱鋁型材設計、加工工藝方面的經驗與大家分享。

對于穿條式隔熱鋁型材的質量控制問題,筆者認爲應該從系統設計階段、材料選擇階段簣D庸るA段等三個方面來全過程控制,使我們終生産出來的産品能夠滿足國標GB 5237.6《鋁合金建築型材  6部分:隔熱型材》的各項要求。

系統設計階段

在此階段重要的就是鋁型材槽口和隔熱條頭部的標准化設計(如圖1和圖2所示)。

 

1 鋁型材標准槽口尺寸

 

2 隔熱條標准頭部尺寸

在鋁型材標准槽口尺寸控制中,槽口上部尺寸(2.9+0.20)mm與下部尺寸(4.9+0.20)mm的控制,是爲了與隔熱條配合,從而穿條更順暢;內夾頭的設計是爲了隔熱條能夠垂直就位于鋁型材槽口中,在滾壓中起隔熱條的支撐作用;外夾頭的設計是爲了在隔熱型材經滾壓後,外夾頭能插進隔熱條內,從而保證隔熱型材的各項機械性能;這些在後面的關于加工工藝的論述中將詳細解釋。

另外在槽口设计中还要注意的是外夹头处的内倒圆弧角问题,因为在滚压过程当中,随着外夹头插进隔热条里,外夹头根部位置是里边受压变形,会造成此处材料堆积,这样就必然要预留位置来堆积这些材料。如果在铝型材槽口中出现内倒圆弧角缺失的现象(如圖3),在滚压过程中就势必会造成外夹头内跟部位置受压的铝材没有位置堆积,只能向槽口内侧突出,如果要使外夹头同样程度的插进隔热条,就必然要增大滚压力。这样增大滚压难度不算,还有可能造成的后果会有两种:其一是滚压力过大,使得外夹头在根部出现断裂的现象(如圖4所示);其二是堆積在外夾頭根部的鋁材經過一段時間以後,其內應力得到釋放,使得外夾頭不能緊緊的咬合在隔熱條內,從而降低隔熱型材的機械性能,特別是縱向剪切特征值。

 

3 內倒圓弧角缺失現象

 

4 內倒圓弧角缺式的滾壓模擬情況

隔熱條頭部的標准化設計是爲了與型材標准槽口配合,這樣在加工過程當中就能穿條順暢並有利于滾壓。

當然技術力量非常雄厚的公司可以自行開發自己的型材槽口和隔熱條頭部,但這是一個系統工程,在這過程當中要涉及到非常多的問題,比如型材槽口和隔熱條頭部的配合問題、滾壓力控制的問題等等,因此還是要慎重的好!

材料選擇階段

隔熱型材涉及到的材料就兩種:鋁材和隔熱條。

在隔熱條原材料方面,目前國際上公認的隔熱條的原材料配方是基材75%聚酰胺66(俗稱尼龍66,簡稱PA66)和強化物25%玻璃纖維(簡稱GF),即PA66+GF25(如圖56所示)。這是因爲PA66具有較高的機械性能和耐高溫性能,還可以保證隔熱條的尺寸精度的穩定性;而玻璃纖維可以進一部提高隔熱條的機械性能,使其滿足作爲一個結構件的要求。作爲基材的PA66與強化物玻璃纖維在經過精密擠壓而生産出來的隔熱條,在強度方面,其橫向抗拉強度≥120N/mm,足夠保證隔熱條在整窗中的各種荷載要求;在外形尺寸精度方面,隔熱條的公差≤0.1mm,保證了隔熱型材的外形尺寸精度和隔熱窗的裝配精度(0.2~0.5mm);在線膨脹系數方面,隔熱條的爲2.0~3.5X10-5K-1,與鋁型材的(3.5X10-5K-1)爲相近;在耐候性方面,能夠充分保障正常限溫度範圍內(-30oC~80oC)的使用要求。如果這兩種材料的一項或全部出現了變化或者配比有重大偏差,那麽以上的各種優勢就無法保障,這是歐洲30多年的隔熱條發展史所充分證明的。

 

5 尼龍66

 

6 玻璃纖維
 

隔热条的外形尺寸精度是我们选择隔热条的一项重要的注意事项。如圖7外形尺寸好的隔熱條的兩頭能夠緊密的貼在鋁型材槽口內,在加工過程中也不會出現什麽問題;但是如果使用外形較差的隔熱條,首先是其兩頭與型材槽口留有縫隙,其次是在滾壓後,外夾頭與隔熱條咬合處必然存在著應力集中,此處如果受到外力影響,應力一旦釋放,那麽結果就是隔熱條開裂,後果嚴重。如果說內外鋁型材槽口底部不是平行的,也會出象這種狀況。

 

 

7 不同外形尺寸精度的隔熱條裝配情形

所以我們在選擇隔熱條時就應該選擇外形尺寸較好的隔熱條。

在鋁型材方面,我僅談談鋁型材的外型尺寸精度要求。在GB5237.6《鋁合金建築型材  6部分:隔熱型材》中對隔熱型材的外形尺寸精度要求是:符合GB 5237.1《鋁合金建築型材  1部分:基材》的相關規定。就是說隔熱型材的內、外腔型材和隔熱條這三部分材料的擠壓加上一道複合工序所積累的偏差要等于原本一次擠壓成型的基材,也就是我們常說的“1”=“3+1”。所以鋁型材自身的精度也爲重要。

 

8 鋁型材槽口精度差導致的結果

如圖8所示,鋁型材槽口精度太差,經滾壓後,隔熱條已經開裂了。

加工階段

穿條式隔熱型材的加工工序爲開齒——穿條——滾壓。

我們首先來探討下開齒這道工序。

 

9 慕勒設備開齒情形

 

10 隔熱鋁型材滾壓後情形
在系統設計階段我们提到过内夹头的设计是为了隔热条能够垂直就位于铝型材槽口中,在滚压中起隔热条的支撑作用;外夹头的设计是为了在隔热型材经滚压后,外夹头能插进隔热条内,从而保证隔热型材的各项机械性能;另外还有就是这样的设计能够使隔热条头部与型材槽口紧密结合,确保了隔热条与型材之间的低限度的水渗漏、空气渗透的问题。从以上情况和圖10可以看出来,隔热型材在经过滚压后,只有外夹头的齿纹插进了隔热条内,所以在开齿过程中保证在外夹头上有深而锋利的齿纹对经滚压后的隔热型材是非常重要的。这样的话就要使得开齿盘必须定位在夹头槽口之间略偏外夹头处(如圖9所示)。

 

 

11 佳開齒

 

12 好的開齒

 

13 差的開齒

 

14 沒有開齒

还有就是外夹头齿纹的锋利情况,类似圖11和圖12是好的開齒,齿纹深而锋利,在滚压过程中,齿纹能够插进隔热条内,从而能确保隔热型材的各项机械性能(特别是纵向剪切特征值),如圖15所示。类似圖13则反之,更不用说圖14了。

 

15 齒紋插進隔熱條

 

16 齒紋沒有插進隔熱條

隔熱鋁型材不同開齒情況在不同狀態下的抗剪性能差別,在這裏我們可以看出來,不管怎樣的檢測狀態,開齒質量直接影響到終隔熱鋁型材的抗剪切特征值,開齒質量越高。抗剪切特征值越高。

總結:穿條式隔热铝型材因其美观大方、易加工、高强度等特性已广泛使用在隔热门窗幕墙中。对于它的加工工艺,铝型材生产厂家各位人士来已是很熟悉,有些还积累了一定的加工经验,但是对有些刚入门窗幕墙行业的设计人员和房产公司的材料选用技术人员来说并不一定很了解。本文通过简单介绍穿條式隔热铝型材的组合工艺,希望能增强门窗幕墙的设计人员在系统设计中对型材结构工艺性的考虑和房产公司的材料选用人员对影响隔热型材质量因素的认识。  简单来说,穿條式隔热铝型材就是将两支预先挤出的铝材和隔热条厂家提供的隔热条,通过复合加工将三者组合成一体的复合型材。因此,除了材料本身的质量外,组合加工的工艺水平是决定隔热型材质量的重要因素。一般来说,组合工艺是由开齿、穿條、滚压簣D觳馑牡拦ば蛲ü纳璞咐赐瓿伞 工厂生产隔热型材(穿條式)时各阶段须注意的事项:系統設計階段、材料選擇階段簣D庸そ锥蔚日归_,论述穿條式隔热型材质量控制要素。




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