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  • 淺議PVC型材的組裝工藝

    2019-01-24

    摘要:本文從PVC型材的切割,焊接,清角等幾個方面論述了組裝工藝。并且也闡述了玻璃的裝配,五金件選擇的要點。

    關鍵詞: PVC型材,組裝工藝

    一 前言

    隨著社會的不斷進步,人們生活水平的不斷提高。對建筑要求也越來越高,近年來新建的生活小區在使用PVC型材的比例與日俱增。逐漸代替鋁合金的趨勢也很明顯,總體而言PVC型材的諸多優點和使用壽命也遠遠高于鋁合金。因此,對PVC型材的組裝要求也越來越高。本文以作者多年的經驗將淺議PVC型材的組裝工藝。

    二 型材的切割

    型材切割(亦稱下料),根據下料設計單,由下料設備,將型材鋸成一定尺寸,包括45度、90度角和“V”形缺口等。本道工序工作內容有下料尺寸,附下料設備技術參數選定及鋸切后型材的存放。

    1、 下料尺寸確定

    型材下料尺寸及切割度是相當重要的,祥龍管材管件直接影響成品窗的尺寸精度和功能。根據確定的窗型,計算組裝成窗的每類型材的下料尺寸和數量,型材實際切割尺寸計算的依據有以下參考數據: (1) 窗框與墻體的間隙為10-15mm/邊; (2) 窗扇與窗框的搭接尺寸一般為8mm/邊; (3) 切割公差不大于0.5mm; (4) 焊接余量為3mm/邊; (5) 焊接公差不大于2mm; (6) 加強襯筋比塑料型材襯鋼腔體Z小端尺寸5-10mm端。 根據以上幾點計算出各類窗用型材的預下料尺寸,進行批量下料。

    2.下料設備及主要技術參數

    祥龍管材管件的塑料異型材可以在雙角鋸和V型鋸上進行切割。 (1)雙角鋸 可鋸兩端或一端45度~90度范圍內斜角、尖角,雙角鋸是在兩條水平平行導軌上安置兩個鋸頭,由電動機帶動硬質合金鑲齒的圓鋸片轉動,夾緊工件和進退鋸(無級調試),采用氣壓傳動及由微型氣動邏輯元件組成的集成氣路板來實現半自動控制。兩個鋸頭均可在45 ~900范圍內作任何一角度的調節。其中左鋸頭底座是固定式,右鋸座與導軌之間有氣墊裝置作為移動式。前導軌上方附有長度定位和型材高度定位標尺,可由“付尺”直接定位鋸切直角及45度角的型材長度。 技術規格: 電動機:380V/50Hz,2.2kw,2臺; 鋸片:Ф370mm(硬質合金鑲齒); 供氣壓力:0.5~0.6Mpa; 切割長度:Z小220mm,Z大3000mm; 外形尺寸:長×寬×高=3700mm×1100mm×1200mm。 (2)V型切割鋸 用于塑料型材鋸切90°角,開槽深度通過手動調整工作臺面的型材高度標尺設定,開槽位置可由長度標尺及擋板定位。V型切割鋸的兩臺電動機前后保持一定的距離并構成90°角,帶動有硬質合金鑲齒的圓鋸片轉動,夾緊工件和進退鋸(無級調速)是用氣壓傳動及微型邏輯元件組成的集成電路板實現半自動控制。V型切割鋸技術規格如下: 電動機:-380V/50Hz,2×1.3kw,2800r/min; 鋸片:Ф300×Ф40×3mm; 供氣壓力:0.5~0.6Mpa; V形口深度:Z大75mm; 外形尺寸:長×寬×高=1350mm×650mm×1130mm; 切削速度:60~70m/秒。

    三 割后型材的存放

    祥龍管材管件的型材在切割完畢,按門窗的下料單,立即將其各段作上標記,按類分放到輸送車或輸送帶上,送入下道工序。切割好的型材須注意保護切割面的清潔,嚴防污染和受到損傷,以保證良好的焊接質量。 該道工序應注意點: A. 異型材切割前需在常溫20℃下放置48小時以上,以防天冷時發生冷脆。 B. 型材切割應控制切割鋸的行進速度,一般是攻進時慢,退出時快,以防止或減少天冷時材料切口缺損、輔筋崩裂等;同時鈍的鋸齒與不恰當的鋸齒選擇也容易造成上述現象。 C. 異型材下料長度應控制在±0.5mm以內,角度偏差應在±15’以下。 D. 切割完的型材應斷面細致,無破損毛刺,無明顯鋸齒痕,無油污灰塵等;放置時應切口朝下,并要在48小時內完成焊接,存放時間過長會導致切口表面污染,影響焊接質量。 E. V形口切割要嚴格控制V口的深淺,防止焊接錯位,工藝孔槽不溝通,影響強度與有關性能(如水密性等)。 F. 玻璃壓條切割時注意角度的準確性,嚴禁下緊上不到位或強敲到位,同一框扇壓條應盡量使短壓條剛好或稍短,而長壓條比標準尺寸稍長1-2mm。 G. 同一批次或不同材料上下拼接的下料盡量在一次完成,以保證尺寸統一,拼接一致。三銑槽和鉆孔 塑料窗的成品窗是由窗框和窗扇組成的,二者通過窗用五金件如鉸鏈、執手、傳動器、鎖等裝配成整體窗。為使窗扇、窗框很好地配合,需在裝配五金件的部位鉆孔或銑槽,為使雨水、冷凝水排出室外,應在適宜的部分銑排水孔、氣壓平衡孔。另外還有銑鎖槽和鉆鎖孔等。所有銑、鉆工作均須在焊接前完成。銑槽、鉆孔分別在各段型材上完成。內腔的銑屑,可用壓縮空氣吹出。銑槽、鉆孔有很多種機器可供使用,如帶有定位裝置的仿形銑床,三孔鉆、封蓋銑、氣動或電動手工工具等。 塑料窗的兩個部位上存著排水問題,即玻璃鑲嵌槽的排水(即窗扇的排水)和窗框的排水。所以無論是平開窗和推拉窗的框、扇型材都應該設置有排水腔,以使流入窗扇內的雨水和冷凝水可以排出室外。排水腔應該設置在安裝玻璃壓條槽的相反一側,這樣,安裝玻璃在室內進行。排水腔要和主腔隔開,以防止水流入主腔內,腐蝕加強襯筋。

    1. 扇的排水

    為了使玻璃嵌槽能夠可靠地排水,鑲嵌玻璃的底座不應阻止水的流出。因此,在型材設計時,在安裝玻璃的底座下面須設有足夠大的溝槽,或是將玻璃裝在橋式墊片上。 由玻璃到鑲嵌槽底的深度至少有5mm,這主要是為了避免玻璃和窗扇之間產生逆水現象,否則就不能保證可靠的排水。尤其是目前所用的雙層玻璃,還不可能生產一種完全不受濕度影響的四邊全密封的中空隔濕玻璃。因此,必須防止玻璃夾層受到過高濕度的影響。 排水孔在窗扇的下部開設,氣壓平衡開在上部。排水孔一般為Φ4-5mm,長為35mm的孔縫,進水孔和出水孔位置應錯開20-30mm??卓p之間的距離不得超過600mm。對于標準窗,一個窗扇要開設2個排水孔縫,孔縫至窗拐角的距離Z小應為15-20mm,Z大不得超過100mm,亦可用Φ8mm的圓孔來代替長孔,為了避免玻璃鑲嵌槽中有存水,必須在上部銑一氣壓平衡孔, 玻璃鑲嵌槽的排水Z好是由外腔直接向外排放,也可以通過排水腔向下排出。

    2、 窗框的排水

    窗框設計有排水腔,排水方式可直接向外排出或通過前腔向下排出,Z好采用向下排出的方式。 窗框排水孔開設尺寸與窗扇相同。窗框排水槽上的孔和型材前腔的排水縫隙之間的軸距和距窗拐角的距離至少為120mm,以防止風把流出的水吹進排水槽。窗框排水孔有必要加封蓋。

    四 加強和固定

    在PVC中空異型材內腔插入增強型鋼(簡稱襯鋼)來提高其剛性和抗變形能力,稱為型材的增強。 在PVC型材中,增強型鋼的作用: (1) 提高型材的剛性; (2) 防止型材變形(由風荷載或玻璃自重引起的); (3) 使安裝的五金件更牢固、可靠。 增強型鋼一般用壁厚為1.2-2.0mm的經防銹處理的Q235冷軋鋼,增強型鋼必須嚴格與型材內腔相配套,大小不恰當會影響增強效果,其與型材內壁的間隙以1.5mm以下為宜。襯鋼應裝入封閉的空腔,腔內不能有滲水。 增強型鋼插入型材內腔的方法: 1、在不影響焊接的部位可預先插入,并用Φ4×15mm的自鉆螺釘緊固。 2、在十字形或T形焊接部位,可在焊板剛剛升起時,內焊縫尚處于塑性階段時及時插入,并用螺釘緊固。 為了確保窗的抗風壓等性能要求,窗框、窗扇的結構應具有必要的剛度。當窗構件符合下列情況之一時,其內腔必須加襯增強型鋼: 平開窗: a.窗框構件長度等于或大于1300mm,窗扇構件長等于或大于1200mm; b.中橫框和中豎框構件長度等于或大于900mm; c.采用小于50系列的型材,窗框構件長度等于或大于1000mm,窗扇構件長度等于或大于900mm; d.安裝五金配件的構件。 推拉窗: a.窗框構件長度等于或大于1300mm; b.窗扇下框長度等于或大于700mm,滑輪直接承受玻璃重量的可不加增強型鋼; c.安裝五金配件的構件。 增強型鋼應與型材內腔尺寸一致,其長度以不影響端頭的焊接為宜。用于固定每根增強型鋼的緊固件不得少于3個,其間距應不大于300,第一緊固點距型鋼端頭的距離應不大于100mm,固定后的增強型鋼不得有松動

    五 焊接與清角

    塑料窗框、扇的焊接采用帶電熱板的對接焊機進行。電熱板要用專用焊布包扎,焊機必須配備專用定位靠模。 焊接的基本方法是:將被焊接的兩段異型材的45度角斜切面在焊機上先定位,然后夾緊,在一定的壓力下(3-6bar)同時與電熱板的兩個表面接觸、加熱,型材受熱后,鋸切面塑料熔融,當熔融到一定程度時,電熱板升起,在焊接壓力(3bar)下使兩段型材的熔融部分對焊粘合,冷卻后形成一體。

    1、塑料焊機類型及功能

    塑料窗框焊接機的種類很多,如單點焊接機,有單點單功能(只作一種角度焊接)、單點雙功能(此類焊機只有一個焊頭,可用直角焊接和T型焊接)及單點多功能焊接機(此類焊機也只有一個焊頭,靠定位板變換可作90度至180度角之間任意角度的焊接)。還有雙點焊機、三點、四點及四角焊機等。不同種類的焊機其所具有焊接功能和功效也不同,各類焊機所具有的焊接功能雖多,但其工作原理都是相同的。

    2、焊接程序與焊接機的選擇

    焊接程序的排定直接關系到窗框、窗扇的焊接質量和生產效率,因此,在焊接之前,應根據窗型來確定焊接程序。焊接程序的確定,主要根據焊接機的型式功能來確定。焊接程序的排列和焊接設備的功能有直接關系。雖然所有通用的焊接機均可用來對窗框、窗扇的焊接,但是選擇適宜的焊接機及其拾配是排列Z佳焊接程序和保證焊接質量及提高工作效率的關鍵。

    3、 焊接工藝條件對成窗性能的影響

    祥龍管材管件的焊接工藝條件制定對塑料窗質量的影響較為明顯,其窗出反映是成窗焊角部位強度優劣將直接影響成品窗質量。在組裝成品窗的整個工藝過程中,必須嚴格制定和控制焊接工藝參數,保證成窗焊接質量。影響焊角強度的因素很多,除原料配方、異型材擠出工藝條件外,在組裝技術中主要是焊接熔融溫度、焊接熔融時間、對接壓力和焊接冷卻時間等。 ①焊接工藝條件 對于PVC/CPE體系和PVC/ACR體系的型材焊接工藝條件控制如下: (1) 焊接熔融溫度240℃-250℃; (2) 熔融時間25s-30s(型材截面越大所需時間越長); (3) 夾緊壓力3-6bar; (4) 焊接壓力3bar; (5) 對接時間30-40s。 熔融的過程受兩種因素控制,即:時間——它能使接頭冷卻并定型;壓力——型材之間是靠它連接的,如果壓力太大,接口就會被擠出接頭處,而壓力太小,材料內部則不能很好地熔合。在熔化過程中,材料受到設定的壓力“擠壓”,而后準確地達到所要求的尺寸。 成功的焊接工藝,焊接后焊渣呈乳白色開裂狀。如果焊渣呈現黃色或棕色,則意味著材料已局部分解,或因溫度較高,或因熔融時間較長,或因配方不當,均不允許。 焊接結束后的窗框應堅直碼放,焊角應在無載荷的情況下存放3-10分鐘,以防局部未冷產生的塌陷以及隨意堆放造成的角部變形。 清理焊渣(清角) 在窗框、扇框焊接時,熔融部分對接時部分熔物被擠出,冷卻后在焊縫處形成一凸起,即成為所謂焊渣。焊渣的存在不僅影響外觀,也影響下道工序的操作和窗的使用功能。因此,要進行焊渣清理即清角。 對焊好的窗框、扇框清角工作不要焊接后立即清理,Z少應在焊接完畢3-10min后進行,以免因局部未冷卻產生塌陷。焊接后的窗框應豎直碼放,焊角部位應在無負荷的情況下存放。 外角清理,可用市場上提供的自動清角機進行清理,清角機除了清理外角焊渣外,還可以在窗角正、反兩面均刮出一個淺槽,槽寬3mm,深度不超過0.3mm,使之看不出焊縫。如果焊渣用手工清除如扁鏟或銑刀,但清除時應注意不要劃傷表面,粗清后用電動磨片處理,Z后用毛氈磨光,用羊皮拋光。磨光處理盡量控制在較小范圍內,并注意研磨面溫度不能太高,以避免影響塑料表面的顏色。 對不能使用清角機的內外角清理,按照型材截面配備專用的銑刀等或扁鏟等工具清理。必須仔細清理裝配密封條溝槽拐角處,以保證密封條在拐角處的嵌裝牢度。對需要裝玻璃的框、扇內角的焊渣要全部清理,以保證裝配玻璃平整和壓條能夠卡緊,提高整窗密封性能。

    六 玻璃的裝配

    1、 密封條的安裝

    首先,塑料窗在玻璃的安裝上,打破了釘鐵釘子、抹膩子的傳統方法,而是采用玻璃壓條擠壓玻璃的辦法,為了使玻璃牢固,而又不被擠破,在玻璃與玻璃壓條之間,必須采用一個彈性元件。為了防止雨水及露水的滲漏,也需這樣的元件,即玻璃密封條。其次,在塑料窗的開啟方式上,例如平開窗與木窗平開窗也有區別,木窗是整個窗扇嵌入窗框內,而塑料窗的扇則是在窗框外部搭接,框扇之間由于鉸鏈安裝上的要求有較大的間隙,為了防風、防雨和防寒,在窗扇與窗框之間的縫隙處,也必須使用密封條。因此,彈性密封條在塑料窗中起了水密、氣密及節能的重要作用,是塑料窗應用中的一類必備的配套材料。 根據塑料窗和密封條的作用和使用要求,它必須具有足夠的拉伸強度、良好的彈性、邵氏硬度(HA)為65~70耐溫性好,在-40℃至50℃彈性不變,耐氣候、耐臭氧、耐老化,其性能必須符合國家標準GB12002-89《塑料門窗用密封條》的規定。斷面結構尺寸要與塑料窗型材匹配。 塑料平開窗用密封條一般有兩種,一種是安裝玻璃用的密封條,為了使其與玻璃貼緊,增加接觸面積,防止雨水、風砂進入玻璃嵌槽,安裝琉璃密封條常作鋸齒狀(簡稱K型條)。另一種是框扇間用的密封條,常作成空心或空心帶尾的(簡稱O型條)。推拉窗用密封條也有兩種,安裝玻璃的密封條同平開窗,框扇間密封采用毛條。 密封條多用手工嵌裝或用滾壓法嵌裝到異型材特設的嵌槽內,密封條裝到窗的轉角處不能剪斷,防止收縮時拉斷出現開口??蚺c扇用密封條嵌裝時要多嵌約3%,以防收縮斷口。手工裝密封條時應特別注意:①密封條不允許拉延;②剪斷時應留有長度收縮余量;③密封條的接口只允許有一個,而且在框或扇的上部,接口應用粘合劑粘。

    2、 玻璃壓條的安裝

    塑料窗采用干法鑲嵌玻璃,即用附有彈性密封條的玻璃壓條型材卡固玻璃,其安裝方法如圖。先在窗扇上嵌入彈性密封條,然后在裝玻璃的型材槽內放底墊和玻璃墊塊,放好玻璃后,再用固定玻璃的異型材(亦稱玻璃壓條型材)和密封條將玻璃固定。固定玻璃的異型材帶有翼邊密封條的一邊與玻璃貼緊,帶有卡腳的一邊卡入窗扇框型材的嵌槽內,并在室內一側。玻璃壓條型材切割方式可采取45&ordm;、90&ordm;角切割,分別在玻璃壓條兩端對玻璃壓條腳作45&ordm;角切割和壓條嵌腳切割,再將玻璃封條嵌入壓條的凹槽內,并用密封條專用剪修齊??ü滩Ar拐角處必須擠壓得非常緊密,沿長邊卡固時,不得有外凸現象。先裝短的玻璃壓條,再將長的玻璃壓條嵌入壓條槽內,用橡皮錘輕敲。

    3、 玻璃墊塊的安裝

    , 將玻璃裝在窗的扇框上時,玻璃板尺寸要比內框小3-4mm,才能將玻璃順利地裝入扇框, ,這就在玻璃與扇框之間留下了自由間隙。由于PVC塑料異型材材質剛度較小,窗框在玻璃荷載下往往發生自由端下垂現象(下縫隙比上縫隙?。?,玻璃的重量壓在下框上,影響了窗扇正常開關。玻璃越厚,窗扇面積越大,這種下垂就越嚴重,必須予以重視。解決的方法之一是在窗扇安裝玻璃的溝槽內適當位置安裝玻璃墊塊,將玻璃重分布到窗框鉸鏈上,由窗框持續調節保證窗扇開差功能。 (1) 墊塊的作用 (2) 將玻璃重量分配到窗框上 (3) 確保窗扇開啟靈活; (4) 避免玻璃與扇框直接接觸。 加玻璃墊塊是保證塑料窗質量、作用功能和使用壽命的必要措施,在實際生產中不應忽視和省略,必須注意承重墊塊和定位墊塊安裝位置和數量。 (5) 墊塊材料 玻璃墊塊的材質必須選用具有防腐蝕不腐爛的硬質塑料或邵氏硬底D為70-90的橡膠板,不可以因受負荷變形。實踐證明,玻璃塊采取硬PVC墊塊,具有防腐、不變形的特點。 (6) 墊塊的尺寸 玻璃塊的寬度尺寸應比玻璃厚度寬2mm,長度為80~100mm,厚度一般為3~4mm。墊塊裝配位置距外側拐角100mm,采用PVC粘接劑預先將墊塊粘接固定在型材凹槽內,防止位移。琉璃寬度超過1m時,要放兩個80mm長的承重墊塊于轉軸上,使外緣承重。獨立的玻璃角部都必須設有定位墊塊,定位墊塊也要粘接固定防止滑。

    七 五金配件的選擇與安裝

    五金配件是塑料門窗結構的關鍵性零配件,它的好壞直接關系到塑料門窗的使用性能和壽命。在設計和選擇五金配件時必須具有能承受窗扇自重和開啟頻繁的功能,同時還要考慮安全牢固、美觀、耐腐蝕,保證窗扇關閉時的密封性能。五金配件的結構要適合于塑料窗的結構和開啟方式。塑料窗應用Z廣泛的開啟方式是平開窗和推拉窗,少數為平開下懸窗。所有的平開、翻轉、升降和推拉窗等都是利用不同形式的五金零配件來實現的。

    1、 五金配件的種類和材料

    塑料窗用五金配件的種類很多,有鉸鏈(插接型、插孔型、普通型和四連桿、五連桿型)、執手(單點鎖緊、雙點鎖緊及多點鎖賢和聯動執手)、滑動定窗器、鎖式扣手(用于推拉窗)、扣勾(用于紗窗)、旋軸及開關器(用于旋轉窗)等。選用五金配件必須適合于塑料窗的結構要求和具備腐蝕耐久性,鉸鏈在結構和材質的設計,應該能承受Z大扇重和短暫Z大風荷。五金配件和用來固定五金配件的螺釘必須是表面經防銹防腐或鍍鉻處理的。執手和門拉手應該經過鋁陽氧化處理。

    2、 五金配件的安裝位置及數量

    (1) 鉸鏈:塑料窗鉸鏈數量應根據窗扇的大小、窗扇的開向(向開、外開)、玻璃厚度及層數、窗戶使用地區的風力情況、建筑物高度等來確定每扇窗扇所用窗鉸鏈的數量。

    (2) 執手的數量和聯動執手:執手一般裝在窗扇中間,距離地面約1.5m處。當窗扇高度〈800mm時裝一個執手;窗扇高度〉800mm時必須裝2個執手,位置在窗扇上下端1/4處。但是裝兩個執手帶來的問題是,當窗戶安裝位置較高或很大的窗扇,個子矮的人就夠不著上面的執手,因此應采用聯動執手,實現多點鎖緊。

    (3) 定窗器(亦稱窗撐擋),用于固定開啟后的窗扇。一般安裝在平開窗的窗扇底部與外框上。安裝位置應能使窗記開啟角度大于90o,旋窗開啟角度大于60o。

    (4) 推拉窗鎖式扣手:推拉窗常用的鎖閉材料,只能在室內一側開啟或關閉,建議安裝在推拉扇高度的中點。

    (5) 用于推拉窗扇的底部,使窗扇具有左右平移的功能。一般安裝在距拐角十公分處。每扇窗扇下至少安裝兩個滑輪,當扇的重量超過滑輪的承受能力時,可增加滑輪數量或更換滑輪的種類。

    3、 五金配件的固定

    塑料窗五金配件的固定不同于木窗,由于木窗是實體型材,五金配件用木螺釘固定,其鉚固力較高。塑料窗則是壁厚為2-3mm的空腔型材,使用一般的木螺釘就不行了,必須采用自攻螺釘或接鉚釘。對承載的五金配件(鉸鏈、支撐等),原則上五金配件需固定在插入的增強襯鋼上。無增強部分,則螺釘至少要穿過塑料型材的兩層壁厚,其原因之一是固定鉸鏈的螺釘要受到兩種力的作用,一種是水平方向的拔出力,另一種是垂直方向的剪切力。實驗表明,塑料異型材抗剪切的應力要比拔出的應力大。故通常用螺釘的握裹力或拔出強度作為螺釘的鉚固程度。螺釘的拔出強度與型材壁厚、螺釘的直徑及有否加強襯筋有關。型材的壁越厚,螺釘直徑越大,則拔出強度越高,螺釘固定在型材加強襯筋上拔出強度比不加襯筋的型材的拔出強度高3倍左右。對承載小的五金配件,可考慮不加增強筋,這是由于型材內壁對螺釘構成一個平衡性力矩,從而有力地防止了螺釘與型材連接處受剪切力的破壞,相應地提高了拔出強度的緣故。當螺釘直徑不變與單層型材壁聯接,隨溫度升高,螺釘的握裹力下降,若螺釘穿過型材兩層壁,當外層受溫度影響而內層型材不受溫度影響,所以雙層型材有利于螺釘的固定。


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