焊接压力控制与门窗质量的关系

由焊接实践知，在型材焊接时，受三个工作间隙制约，门窗焊接几何尺寸只可能偏大，不可能偏小。型材额定熔融量决定了型材焊接“到位”位置。由于在型材定位后，随后压钳加热熔融给进至停止加热开始对接挤压给进，以及到完成对接，后压钳退回原位全过程程序转换是由所设定加热与对接时间所决定的，在焊接时，不管加热熔融与对接挤压是否“到位”，设定时间一到，即可开始程序转换，因此型材加热与对接是否“到位”，除前文论述的焊接间隙作用外，主要还得靠焊机加热温度、加热与对接时间、压紧与给进压力，以及加热后加热板提升速度、后压钳的复位与给进速度等工艺指标来保证。其中温度和时间，除各自担负独立控制职能外，两者又相辅相成，相互作用与影响。

焊接工艺参数设定与控制正确与否，主要和门窗成型几何尺寸、对角线、平面度、焊接角强度等质量指标相对应。

2.1　焊接工艺控制参数的设定

（1）焊接温度：245～270℃，视焊接环境温度、型材规格、焊接时间及焊接效果可相对变化。

（2）焊接时间：加热时间20～30s，对接时间25～30s，依据型材规格、焊接温度、加热与对接给进“到位”情况可适当调整。

（3）焊接压力：系统压力0.45～0.65MPa，型材前压紧压力0.35MPa，后压紧压力0.45MPa，依据型材规格、壁厚与型材前后压紧“变形”及“位移”等情况可适当调整；给进压力0.2～0.3MPa，依据型材加热与对接给进是否“到位”、给进是否“同步”以及“复位”与给进速度是否满足焊接质量要求等情况，可适当调整。

2.2　焊接工艺参数与焊接质量缺陷对应关系分析

2.2.1　焊接温度、时间与焊接质量缺陷的对应关系

焊接温度及时间对焊接几何尺寸及角强度影响极大。据有关文献与焊接实践证明，型材焊接与型材挤出成型一样，在塑料塑化温度与降解温度（180～190℃）之间进行时，强度最高，韧性最好；低于180℃时，则会产生“生焊”，强度最低；高于190℃以上时，则随着黄色指数增加，焊缝抗冲击性能显著下降。塑料型材是没有固定降解温度的“不定性”材料，其发生降解不仅与温度相关，亦与时间相关。温度越高，发生降解时间越短；温度越低，发生降解时间越长。同时，焊机显示温度仅仅是加热板热电偶触点部位的温度，并非被焊型材加热面的温度，型材加热面亦非型材最终焊接面。在型材焊接时，被加热面经过加热熔融与对接挤压给进后，被挤压出型材界外，形成焊渣，而真正融合为一体的焊接面则在定位时，距加热板有2.2mm距离，在对接给进时两者之间有1.5mm距离。且加热熔融完成后，随着后压钳后移，加热板提升，后压钳再次给进，型材对接挤压有一个“降温”过程（即随程序转换，型材加热面温度下降与型材对接挤压所消耗能量叠加形成的降温过程）。加之塑料型材具有热量传导率低，加热与冷却都比较困难特点，故在一定时间内提高焊接温度对提高焊接角强度是有利的，这也是焊接设定温度之所以是245～270℃而不是180～190℃的原因所在。

但提高或调整焊接温度不应是盲目的，应与焊接熔融时间相对应。一般而言，熔融时间短，焊接温度宜高一些；熔融时间长，焊接温度可低一些，两者之间在一定条件下可相互转化。同时焊接温度还受焊接环境温度、型材规格及壁厚、加热板内加热圈分布情况等因素影响。夏季焊接热损失小，焊接温度可低一些；冬季焊接热损失大，焊接温度可高一些。焊接温度依据型材规格、壁厚而有所不同。更换加热板，焊接温度应有所调整。焊接温度正确与否，应依据型材对接挤压时翻边部位的色泽变化情况而定。没有变化，说明焊接温度低，应适当提高温度；颜色深黄并向焊接面延伸，说明焊接温度高，亦适当降低温度；颜色微微泛黄，则表示焊接温度较佳。经焊接试验验证，由于型材被加热面与焊接面之间存在一定温差梯度，当型材被加热面达到降解临界温度，在一定压力作用下被挤压出界外时，紧密熔合的焊接面恰恰处于最佳塑化温度状态，故焊接角强度最高。

焊接温度设定后，焊接熔融时间是否与之相对应？在型材加热熔融与对接挤压过程中，应密切观察型材熔融“到位”情况，即在型材加热与对接熔融时，是否给进到位，是否在给进到位后还有进行热量传递与消除焊接应力的时间?无论加热熔融不到位或到位后没有一定时间继续传递热量，还是对接挤压不到位，或到位后没有一定时间扩散与消除焊接应力，都可能导致焊接尺寸偏大、角强度下降或焊接面变形。基于焊接温度与时间可相互转化，一旦发现上述症状，提高焊接温度或延长加热与对接熔融时间，均可收到比较满意的焊接效果。应该指出，门窗焊接强度是由“成型”与“定型”两个阶段工作形成的。焊接程序完结以后，仅仅是完成了焊接“成形”阶段的工作。焊接好的门窗框或扇，还应平整置放，在不受外力作用下，静置30分钟左右，进行“定型”时效处理，才能进行清角或二次焊接，否则，焊接角强度亦难以保证。(www.xing528.com)

2.2.2　焊接压力控制与焊接质量缺陷的对应关系

焊接压力与门窗成型几何尺寸偏差、对角线偏差、平面度偏差、以及角强度有不可忽视直接关系。焊接压力可分为压紧压力、给进压力和焊机系统压力。

2.2.2.1　压紧压力控制

型材加热与对接给进时，如压紧压力偏小，易发生型材“后移”现象，致使焊接尺寸偏大，角强度下降。型材定位时，应沿前、后压钳外沿，在承压型材上做一标记，当发现型材焊接发生“移位”时，即可视情况调整焊机前、后压紧压力调解阀予以解决。如压紧力过大，或前后压紧力调整不当，致使型材定位时变形量大，焊后型材弹性恢复时，因应力扩散影响焊接角强度；或因前后压钳承压型材受力不均，导致加热面相互错位，平面度超标。型材定位压紧时，还应认真观察型材变形量与错边量，适时调整其压紧压力（或型材承压面积）。

2.2.2.2　给进压力控制

机头给进可分为后压钳气缸水平给进和加热板气缸垂直给进。

给进压力不仅与焊接角强度相关，还与门窗几何尺寸、对角线偏差相关。诸如因机头后压钳给进压力低，易导致型材加热与对接熔融不到位，焊接尺寸偏大，角强度低；同时工作的两个（或三个）机头后压钳给进或复位速度不一致，易致使门窗对角线超标；焊接程序转换时，后压钳复位或给进速度和加热板提升速度过慢，易因型材加热面温度下降，影响焊接角强度等等。因此，在焊机工作前，应依据上述不同症状，调整给进压力调整阀或后压钳气缸与加热板气缸调解螺栓，确保型材加热与对接给进准确到位。同时工作的几个机头后压钳给进或复位速度协调一致，机头后压钳复位与给进、加热板提升过程尽量在1.5～2秒的时间区间完成。

2.2.2.3　焊机系统压力控制

焊机系统压力，即空压机工作压力。由于门窗焊接程序转换需消耗一定压力，故其焊接过程也是随焊接程序转换，以不断消耗压力与空压机不停补充压力不稳定状态进行的。虽然在焊接时，依据焊接效果分别设定了不同压紧压力与给进压力控制参数，但随焊机系统压力波动，所设定的压力参数在实际运行时，则不是一个固定的“单值”，而是一个有一定变化范围的“值域”。焊接时，上述压力参数设定得再合理，也难免出现这样或那样焊接质量缺陷或偏差。对焊接过程实施工艺控制，可以最大限度地减少质量缺陷与偏差，却不能完全消除质量缺陷与偏差，这也是塑料门窗制作标准之所以制定允许偏差原因所在。仅就焊机系统压力而言，其压力上限指标应适应空压机安全工作要求，其压力下限指标则必须大于或等于压紧压力或给进压力设定值，否则所谓压紧压力与给进压力设定值形同虚设，不可能真正发挥其压力控制职能，这一点往往被人所忽视，应予以高度注意。

焊机系统压力控制参数应通过调整空压机压力继电器来设定。