有关穿条式铝合金隔热型材抗剪力影响因素的探究思考

蒋宝香

(广东银一百创新铝业有限公司,广东佛山 528225)

有关穿条式铝合金隔热型材抗剪力影响因素的探究思考

蒋宝香

(广东银一百创新铝业有限公司,广东佛山 528225)

本文针对穿条式铝合金隔热型材在加工时容易出现的质量问题,对其工艺、操作、设备等各个方面进行探讨,对其改进措施进行研究,以期对于穿条式隔热型材的产品质量的提高,起到一定的理论指导意义。

穿条式 铝合金 隔热 抗剪力 影响因素

本文主要针对纵向抗剪试验不合格问题,对有关穿条式铝合金隔热型材抗剪力影响因素进行探究和思考,不足之处,敬请指正。

1 穿条式隔热铝合金型材概述

穿条式隔热铝合金型材是由建筑铝合金型材和隔热条通过多种工序制作成的具有隔热效能的复合型材,首先可以肯定的是隔热铝合金型材是一种复合结构材料,包括铝合金型材和低导热材料,其复合加工方法主要有两种,穿条式隔热型材和浇注式隔热型材,而穿条式隔热型材这种复合加工材料对于质量的要求非常高,一般而言可以利用参数表达穿条式隔热铝合金型材的质量情况。

2 穿条式铝合金隔热型材抗剪强度试验

2.1 试验程序

在23℃±2℃的试验温度下,分别把十个大约长度为(100±1)mm的试样放在如图一所示的设备中,其作用力利用刚性支承把力传递给型材,一方面要确保荷载均匀分布,另一方面不要和隔热条直接接触。进给速度为(1-5)mm/min。对所加的最大荷载和相应的剪切变形值进行记录,并进行分析。

2.2 计算

(1)抗剪强度T值按下式计算：T=F/l。式中：T——抗剪强度(单位为N/mm);F——最大抗剪力,即取10个试样中的最小值(单位为N);l——试样长度(单位为mm)。(2)组合弹性值是在剪切失效前单位长度的作用力与两侧铝合金型材出现的相对位移δ和长度l成积的比值,按下式进行计算：c=F/(δ·l)。式中：c——组合弹性值,取10个试样中的最小值;δ——在剪切力F作用下两侧铝合金型材产生的位移(单位为mm);l——试样长度(单位为mm);F——抗剪力(单位为N)。

注：两个铝合金型材之间出现2mm相对位移后,视为剪切力失效。

3 抗剪力原因分析及对策

根据上文中试验所得结果,对穿条式铝合金隔热型材抗剪力原因进行分析,包括穿条槽口大、穿条槽口大小不一致、开齿质量以及辊压装置问题等,并提出相应的解决对策。

3.1 穿条槽口大

隔热材料的两端要在槽口内部,隔热条穿好后进行压紧处理,让二者紧密咬合,为了确保其压紧力,需要给穿条槽口尺寸留出一个合理的范围,这个范围最好控制在2.9(-0,+0.2)范围内。假如穿条槽口尺寸太大,则会对其咬合力产生影响,从而减小型材的纵向抗剪力。导致这种情况的原因,一方面是其本身尺寸就大,另一方面是槽口在进行开齿操作时使槽口变大。无论何种原因,如果穿条槽口变大,则辊压力变大,压紧难度加大,从而导致抗剪试验不合格,甚至会导致型材报废。对于穿条槽口大的情况,可以采取以下措施：

(1)对模具加工质量进行控制,设计科学合理,按照具体型材的形状和挤压时金属流动特点进行分析,保证这个槽口尺寸范围控制在2.9(-0,+0.2)内。(2)对挤压工艺参数进行严格控制,加强铝型材质量检验环节;(3)型材在进行开齿过程中需要对开齿刀具进行检查,如出现磨损情况则立即更换,开齿时压紧力进行调整,开齿刀位置进行调整,开齿速度进行控制。

图1 抗剪强度测试设备示意图(1)仪表;(2)导向杆;(3)铝合金型材;(4)隔热条;(5)刚性支撑

3.2 穿条槽口大小不一致

导致穿条槽口大小不一致的情况主要有三点：一侧内槽口尺寸大小不一、两侧槽口尺寸大小不一、两侧穿条外形尺寸大小不一。一般来说,偏差值小于等于0.3mm才属于正常偏差,加工过程中假如穿条槽口大小不一,开齿时挤压工序中容易导致槽口型材变形,甚至是产生开裂情况,因此槽口大小不一致会对型材的抗剪切试验结果产生较大影响。针对穿条槽口大小不一致的情况,可以采取以下措施：

(1)型材断面设计方面,尺寸上注明公差;(2)模具加工质量方面,科学设计、精确加工,确保型材成型质量;(3)对挤压工艺参数进行严格控制;(4)挤压时要对型材质量进行检验,检验内容包括首料、过程以及外形尺寸等,检验合格后方可进入下一道工序。

3.3 开齿质量

针对开齿质量问题,可以采取以下措施：(1)对铝型材质量进行控制,包括槽口尺寸、型材硬度等方面;(2)开齿刀硬度进行控制,如果硬度太小,开齿刀不够锋利则开齿形状势必会受到影响;(3)对开齿刀齿形、开齿速度、开齿压力进行控制。

3.4 辊压装置问题

铝型材经过上文中提到的开齿和穿条后还要进行压紧工序,隔热型材抗剪试验能够合格,压紧工序至关重要。假如辊压轮直径大小不同,辊压轮边缘出现磨损情况,或者是辊压轮调节精度有问题,都会对型材质量造成很重要的影响。针对辊压装置问题,可以采取以下对策：(1)确保压紧轮直径相同;(2)确保辊压装置加工精度;(3)对辊轮间距进行调整;(4)提高操作员工的技能和水平。

4 结语

综上所述,穿条式隔热型材纵向抗剪试验结果不符合规定,型材抗剪力的影响因素有很多,本文在对抗剪力影响因素进行分析的基础上,提出相应的解决对策,以期对于穿条式铝合金隔热型材的产品质量水平的提高,起到一定的促进作用。

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