有關(guān)穿條式鋁合金隔熱型材抗剪力影響因素的探究思考

蔣寶香

(廣東銀一百創(chuàng)新鋁業(yè)有限公司,廣東佛山 528225)

有關(guān)穿條式鋁合金隔熱型材抗剪力影響因素的探究思考

蔣寶香

(廣東銀一百創(chuàng)新鋁業(yè)有限公司,廣東佛山 528225)

本文針對穿條式鋁合金隔熱型材在加工時(shí)容易出現(xiàn)的質(zhì)量問題,對其工藝、操作、設(shè)備等各個(gè)方面進(jìn)行探討,對其改進(jìn)措施進(jìn)行研究,以期對于穿條式隔熱型材的產(chǎn)品質(zhì)量的提高,起到一定的理論指導(dǎo)意義。

穿條式 鋁合金 隔熱 抗剪力 影響因素

本文主要針對縱向抗剪試驗(yàn)不合格問題,對有關(guān)穿條式鋁合金隔熱型材抗剪力影響因素進(jìn)行探究和思考,不足之處,敬請指正。

1 穿條式隔熱鋁合金型材概述

穿條式隔熱鋁合金型材是由建筑鋁合金型材和隔熱條通過多種工序制作成的具有隔熱效能的復(fù)合型材,首先可以肯定的是隔熱鋁合金型材是一種復(fù)合結(jié)構(gòu)材料,包括鋁合金型材和低導(dǎo)熱材料,其復(fù)合加工方法主要有兩種,穿條式隔熱型材和澆注式隔熱型材,而穿條式隔熱型材這種復(fù)合加工材料對于質(zhì)量的要求非常高,一般而言可以利用參數(shù)表達(dá)穿條式隔熱鋁合金型材的質(zhì)量情況。

2 穿條式鋁合金隔熱型材抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)程序

在23℃±2℃的試驗(yàn)溫度下,分別把十個(gè)大約長度為(100±1)mm的試樣放在如圖一所示的設(shè)備中,其作用力利用剛性支承把力傳遞給型材,一方面要確保荷載均勻分布,另一方面不要和隔熱條直接接觸。進(jìn)給速度為(1-5)mm/min。對所加的最大荷載和相應(yīng)的剪切變形值進(jìn)行記錄,并進(jìn)行分析。

2.2 計(jì)算

(1)抗剪強(qiáng)度T值按下式計(jì)算：T=F/l。式中：T——抗剪強(qiáng)度(單位為N/mm);F——最大抗剪力,即取10個(gè)試樣中的最小值(單位為N);l——試樣長度(單位為mm)。(2)組合彈性值是在剪切失效前單位長度的作用力與兩側(cè)鋁合金型材出現(xiàn)的相對位移δ和長度l成積的比值,按下式進(jìn)行計(jì)算：c=F/(δ·l)。式中：c——組合彈性值,取10個(gè)試樣中的最小值;δ——在剪切力F作用下兩側(cè)鋁合金型材產(chǎn)生的位移(單位為mm);l——試樣長度(單位為mm);F——抗剪力(單位為N)。

注：兩個(gè)鋁合金型材之間出現(xiàn)2mm相對位移后,視為剪切力失效。

3 抗剪力原因分析及對策

根據(jù)上文中試驗(yàn)所得結(jié)果,對穿條式鋁合金隔熱型材抗剪力原因進(jìn)行分析,包括穿條槽口大、穿條槽口大小不一致、開齒質(zhì)量以及輥壓裝置問題等,并提出相應(yīng)的解決對策。

3.1 穿條槽口大

隔熱材料的兩端要在槽口內(nèi)部,隔熱條穿好后進(jìn)行壓緊處理,讓二者緊密咬合,為了確保其壓緊力,需要給穿條槽口尺寸留出一個(gè)合理的范圍,這個(gè)范圍最好控制在2.9(-0,+0.2)范圍內(nèi)。假如穿條槽口尺寸太大,則會對其咬合力產(chǎn)生影響,從而減小型材的縱向抗剪力。導(dǎo)致這種情況的原因,一方面是其本身尺寸就大,另一方面是槽口在進(jìn)行開齒操作時(shí)使槽口變大。無論何種原因,如果穿條槽口變大,則輥壓力變大,壓緊難度加大,從而導(dǎo)致抗剪試驗(yàn)不合格,甚至?xí)?dǎo)致型材報(bào)廢。對于穿條槽口大的情況,可以采取以下措施：

(1)對模具加工質(zhì)量進(jìn)行控制,設(shè)計(jì)科學(xué)合理,按照具體型材的形狀和擠壓時(shí)金屬流動特點(diǎn)進(jìn)行分析,保證這個(gè)槽口尺寸范圍控制在2.9(-0,+0.2)內(nèi)。(2)對擠壓工藝參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制,加強(qiáng)鋁型材質(zhì)量檢驗(yàn)環(huán)節(jié);(3)型材在進(jìn)行開齒過程中需要對開齒刀具進(jìn)行檢查,如出現(xiàn)磨損情況則立即更換,開齒時(shí)壓緊力進(jìn)行調(diào)整,開齒刀位置進(jìn)行調(diào)整,開齒速度進(jìn)行控制。

圖1 抗剪強(qiáng)度測試設(shè)備示意圖(1)儀表;(2)導(dǎo)向桿;(3)鋁合金型材;(4)隔熱條;(5)剛性支撐

3.2 穿條槽口大小不一致

導(dǎo)致穿條槽口大小不一致的情況主要有三點(diǎn)：一側(cè)內(nèi)槽口尺寸大小不一、兩側(cè)槽口尺寸大小不一、兩側(cè)穿條外形尺寸大小不一。一般來說,偏差值小于等于0.3mm才屬于正常偏差,加工過程中假如穿條槽口大小不一,開齒時(shí)擠壓工序中容易導(dǎo)致槽口型材變形,甚至是產(chǎn)生開裂情況,因此槽口大小不一致會對型材的抗剪切試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生較大影響。針對穿條槽口大小不一致的情況,可以采取以下措施：

(1)型材斷面設(shè)計(jì)方面,尺寸上注明公差;(2)模具加工質(zhì)量方面,科學(xué)設(shè)計(jì)、精確加工,確保型材成型質(zhì)量;(3)對擠壓工藝參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制;(4)擠壓時(shí)要對型材質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn),檢驗(yàn)內(nèi)容包括首料、過程以及外形尺寸等,檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)入下一道工序。

3.3 開齒質(zhì)量

針對開齒質(zhì)量問題,可以采取以下措施：(1)對鋁型材質(zhì)量進(jìn)行控制,包括槽口尺寸、型材硬度等方面;(2)開齒刀硬度進(jìn)行控制,如果硬度太小,開齒刀不夠鋒利則開齒形狀勢必會受到影響;(3)對開齒刀齒形、開齒速度、開齒壓力進(jìn)行控制。

3.4 輥壓裝置問題

鋁型材經(jīng)過上文中提到的開齒和穿條后還要進(jìn)行壓緊工序,隔熱型材抗剪試驗(yàn)?zāi)軌蚝细?壓緊工序至關(guān)重要。假如輥壓輪直徑大小不同,輥壓輪邊緣出現(xiàn)磨損情況,或者是輥壓輪調(diào)節(jié)精度有問題,都會對型材質(zhì)量造成很重要的影響。針對輥壓裝置問題,可以采取以下對策：(1)確保壓緊輪直徑相同;(2)確保輥壓裝置加工精度;(3)對輥輪間距進(jìn)行調(diào)整;(4)提高操作員工的技能和水平。

4 結(jié)語

綜上所述,穿條式隔熱型材縱向抗剪試驗(yàn)結(jié)果不符合規(guī)定,型材抗剪力的影響因素有很多,本文在對抗剪力影響因素進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,提出相應(yīng)的解決對策,以期對于穿條式鋁合金隔熱型材的產(chǎn)品質(zhì)量水平的提高,起到一定的促進(jìn)作用。

[1]李志強(qiáng).鋁合金的特點(diǎn)及其在建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用[A].第七屆全國現(xiàn)代結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)研討會論文集[C],2007.

[2]辛亞兵,劉志文,陳政清.鋁合金工字梁極限承載力非線性有限元分析及參數(shù)研究[A].第六屆全國土木工程研究生學(xué)術(shù)論壇論文集[C],2008.

[3]何振程.隔熱鋁合金型材在彎曲變形情況下的受力分析[J].門窗,2008(4).