塑料门窗焊角开裂原因探讨

论文导读：塑料门窗在制作、运输及安装时，有时会遇到角强度不足或焊角开裂的现象，这不仅严重影响门窗的质量，也给生产厂家造成一定损失。有关厂家分别从原材料、加工工艺、安装等方面分析原因，同时取一樘焊角开裂的塑料窗，切下四角进行角强度试验，结果见表1。
关键词：塑料门窗，焊角开裂
 

塑料门窗在制作、运输及安装时，有时会遇到角强度不足或焊角开裂的现象，这不仅严重影响门窗的质量，也给生产厂家造成一定损失。因此有必要对这一问题进行探讨并加以克服。论文格式。

1.塑料门窗焊角开裂基本情况

2008年10月中旬朝阳地区气温与往年同期相比偏低2～3℃，且昼夜温差大，市内几家塑料门窗生产厂在门窗安装前、后均发现门窗焊角处有不同程度的开裂发生，裂纹状况见图1。

图1 塑料门窗焊角处产生的裂纹状况

从图1可见，裂纹位置分别在：（1）沿焊口处延伸后离开焊口；（2）在焊角内交汇处离开焊口裂开；（3）在焊角内交汇处离开焊接位置一定距离裂开。裂纹走向均由内向外，类似“S”型。

有关厂家分别从原材料、加工工艺、安装等方面分析原因，同时取一樘焊角开裂的塑料窗，切下四角进行角强度试验，结果见表1。

表1 同一樘窗四角的角强度对比试验结果

从表1见，开裂角的角强度平均值降至未开裂角的78.9％

2.焊角开裂的原因

2.1影响焊角强度的因素

2.1.1塑料型材质量

塑料型材的质量是由其配方和挤出工艺决定的，门窗的型材质量直接影响门窗的质量，包括焊角强度。而且前多数门窗加工厂家只能凭型材厂家提供的相关部门的检测报告、出厂合格证等进货，缺少相应的质量制约机制。

2.1.2 焊接设备和工艺参数

据我们了解，目前国内生产的焊接设备上、下压紧板未设置恒温装置，不能减小、分散焊角处的应力集中。

就焊接参数而言，不同品牌、不同截面的型材，均有适合自身的焊接工艺参数，而门窗生产厂家一般很难准确确定所选用型材的焊接工艺参数，只能凭设备生产厂家提供的焊接工艺参数及经验进行操作。在外界环境条件变化时，往往又难以达到技术要求，容易出现问题。

2.1.3焊接时环境温度的影响

PVC塑料型材系热塑冷脆性材料，温度高时柔性较大，温度降低脆性增大。环境温度的高低对型材的物理性能影响很大，直接影响焊角强度，因此焊接前必须根据环境温度高低对焊接工艺参数进行适当调整，以保证焊接强度。焊接环境温度一般应保证在5℃以上，各门窗生产厂应根据实际情况确定最低可焊接环境温度，以保证焊角质量。

2.2造成焊角开裂的原因

2.2.1焊接温度设定偏高

据有关资料介绍，PVC异型材最合适的塑化温度为185℃，低于175℃时塑料塑化不良，结晶颗粒粗大，界面结合力小，材料的机械性能低下；高于200℃时，塑料分解过多，结晶颗粒过于细化，并呈针状，材料脆性增大，易于脆裂。论文格式。硬PVC异型材的最佳塑化温度在180～190℃。

2.2.2外界环境温度较低

由于焊机上、下压板无恒温装置，外界环境温度较低时，焊接温差大，热量集中在焊口的两侧小区域内，由热量产生的内应力扩散较慢，且热影响区内材性显脆性，易产生焊角开裂。

2.2.3外力引发内应力释放

在成品入库、运输、装卸、安装过程中产生的外力引发下，内应力在应力集中区（焊口处及热影响区内）释放，当合力超过焊口及型材承受能力时就产生了裂纹。论文格式。

3.解决焊角开裂的措施

3.1型材的预处理

型材加工前应提前进入车间，在室温下进行状态调节，放置24h后再进行下料和焊接，北方的冬季或室内外温差较大的季节要特别注意这一点，避免外界温度过低、型材脆硬，焊接时产生较大的内应力而影响焊角质量。

3.2焊接工艺参数的调整

焊接质量和强度取决于电焊板温度、熔融压力、熔融时间、焊接时间和焊接压力，塑料门窗生产厂应根据型材、设备、环境等因素确定一套合适的焊接工艺参数，经过角强度测试后最终确定。现将有关单位总结出的一套较好的焊接工艺参数介绍如下：（1）熔融温度：245～265℃；（2）焊接时间：25～36s；（3）冷却时间：30～50s；（4）焊板压力：0.5～0.8MPa,（5）焊接压力:0.3～0.4MPa,以供参考。

3.3解决焊角质量问题的具体措施

解决焊角质量问题的一些具体措施，下述方法可供参考（见表2）

表2焊口异常情况及解决方法