畢麟波

(上海建科檢驗(yàn)有限公司,上海 201108)

穿條式鋁合金隔熱型材縱向剪切性能研究

畢麟波

(上海建科檢驗(yàn)有限公司,上海 201108)

隨著十二五規(guī)劃的進(jìn)行，對節(jié)能建筑的需求越來越高，普通的鋁合金建筑型材已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有建筑節(jié)能需求，于是由鋁合金建筑型材和隔熱材料復(fù)合而成具有隔熱功能的復(fù)合型材應(yīng)運(yùn)而生。隨著居住環(huán)境節(jié)能化、高檔化，人們的節(jié)能意識越來越明顯，鋁合金建筑隔熱型材的使用越來越普遍。在鋁合金隔熱型材的檢驗(yàn)過程，我們發(fā)現(xiàn)穿條式鋁合金隔熱型材的縱向剪切試驗(yàn)是不合格率最高的一個項目。本文的目的是通過對縱向剪切試驗(yàn)的分析，得出影響縱向剪切特征值主要因素，以期對各生產(chǎn)廠家有所幫助。

隔熱型材 穿條式 特征值

1 引言

國家標(biāo)準(zhǔn)GB5237．6-2012《鋁合金建筑型材第6部分：隔熱型材》自2013-04-01起代替GB5237．6-2004實(shí)施至今已經(jīng)有一年多了，在實(shí)際檢測工作中，我們發(fā)現(xiàn)，雖然現(xiàn)今鋁合金隔熱型材的生產(chǎn)工藝已經(jīng)十分成熟，但是室溫縱向剪切試驗(yàn)仍然是影響產(chǎn)品合格率的主要項目。本文旨在分析室溫縱向剪切試驗(yàn)不合格的鋁合金隔熱型材，發(fā)現(xiàn)影響其性能的主要因素，為提高產(chǎn)品合格率提供參考。

2 穿條式鋁合金隔熱型材及其生產(chǎn)工藝

所謂的鋁合金隔熱型材(以下簡稱隔熱型材)即以隔熱材料連接鋁合金型材而制成的具有隔熱功能的復(fù)合型材。而穿條式是指：通過開齒、穿條、滾壓工序，將條形隔熱材料穿入鋁合金型材穿條槽口內(nèi)，并使之被鋁合金型材牢固咬合的復(fù)合方式。

由此我們可以得到穿條式隔熱型生產(chǎn)工藝的簡單流程，見圖1。

(1)型材(半成品)的準(zhǔn)備：將需要進(jìn)行加工的鋁型材及隔熱條，按生產(chǎn)圖紙進(jìn)行核對，并且確認(rèn)兩種半成品無刮傷、彎曲、扭曲等現(xiàn)象，形狀及方向滿足圖紙要求后，才能進(jìn)行加工生產(chǎn)。

(2)開齒：開齒的目的是為了使隔熱條能夠垂直安放于鋁型材的槽口內(nèi)，并且在壓合時隔熱條和鋁型材能很好地結(jié)合一起。在開齒工序中要嚴(yán)格控制開齒的深度，以保證成品的各項性能指標(biāo)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，最佳開齒效果的齒頂寬度為0．1～0．5mm，并且兩邊峰、谷相對，這有利于穿條工序的順利進(jìn)行，且能確保壓合后的縱向抗剪力。

(3)穿條：穿條是將隔熱條穿入需要進(jìn)行組合的兩邊型材的槽口內(nèi)，使兩邊形成一個整體，隔熱條起到隔熱隔音及連接作用。

(4)滾壓：滾壓是將連接組合好的隔熱型材通過壓合機(jī)，使鋁型材和隔熱條更好地組合在一起，并且達(dá)到要求的縱向抗剪力。在滾壓過程中，可以通過調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)膲汉狭?，確保壓合后的隔熱型材的縱向剪切特征值大于等于24N/mm。

3 穿條式鋁合金隔熱型材室溫縱向剪切試驗(yàn)

3.1 取樣

我們在每批產(chǎn)品中任意取2根，每根于中部和兩端三個部位共切取5個試樣，合計10個試樣，試樣長度100mm±2mm。

3.2 試驗(yàn)步驟

將試樣在23℃±2℃下放置10min，以1mm/min～5mm/min的速度進(jìn)行縱向剪切試驗(yàn)，直至出現(xiàn)最大荷載。

3.3 室溫縱向剪切試驗(yàn)不合格結(jié)果的兩種形式

室溫縱向剪切試驗(yàn)的不合格形式主要有兩種：

第一種形式是鋁型材與隔熱條結(jié)合失效。發(fā)生這種情況是，該組樣品的縱向剪切最大剪切力普遍偏小，單位長度上所能承受的最大剪切力均小于24N/mm，、。我們將發(fā)生該中情況的隔熱型材進(jìn)行分解，將隔熱條從鋁型材中完全抽出，對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)以下幾個現(xiàn)象：

(1)鋁型材穿條槽口與隔熱條結(jié)合部位壓合深度不夠：鋁型材咬合部位兩側(cè)間距僅略小于隔熱條的厚度，甚至與隔熱條厚度相同，這樣就無法有效提供足夠的咬合力，嚴(yán)重的甚至可以純手動將隔熱條從鋁型材中抽取出來。

(2)鋁型材槽口部位開齒太鈍或未開齒：在不合格的樣品中，有一小部分樣品的鋁型材槽口部位存在開齒太鈍的現(xiàn)象，有些甚至開齒不明顯，僅有一條細(xì)小的壓痕印跡，這種情形也會在縱向剪切時無法提供足夠的咬合力。

(3)鋁型材槽口開齒齒峰與間距不理想。好的齒形齒峰能夠在滾壓時，有效壓人隔熱條中，在縱向剪切時以提供足夠的咬合力。有一小部分不合格的樣品的齒與齒之間間距過大，同時兩側(cè)齒峰相對，如此就無法提供更大的咬合力。

另一種形式是一組樣品的單位長度上所能承受的最大剪切力離散過大。

縱向剪切試驗(yàn)的最終結(jié)果我們以“縱向剪切特征值”表示。而所謂特征值就是試樣單位長度上多能承受的最大剪切力服從對數(shù)分布，按95%的保證概率、75%置信度確定并計算的性能值。離散過大時，一組試樣10個樣品單位長度上所能承受的最大剪切力標(biāo)準(zhǔn)差就會偏大，導(dǎo)致最終計算所得的縱向剪切特征值無法達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)。造成這種情形的主要原因我們分析可能有這幾種情況：

(1)開齒輪的磨損。開齒輪是損耗件，通常在使用一定周期后需要更換。若未及時更換，或處于臨界狀態(tài)，在開齒過程中就會造成開齒不穩(wěn)定，導(dǎo)致同一支隔熱型材不同部位的最大剪切力存在巨大差異。

(2)設(shè)備的不穩(wěn)定。在滾壓過程中，設(shè)備的不穩(wěn)定會造成壓合力度不一致，就會導(dǎo)致同一批次的隔熱型材一支與一支間的單位長度上所能承受的最大剪切力相差較大，從而影響最終的結(jié)果。

圖1 穿條式隔熱型材生產(chǎn)工藝流程圖

4 結(jié)語

GB5237．6-2004在2005年3月1日開始實(shí)施時，穿條式隔熱型材的縱向剪切試驗(yàn)合格率不足七成，而GB5237．6-2012自2013年4月1日實(shí)施至今，穿條式隔熱型材的縱向剪切試驗(yàn)的合格率已達(dá)到九成以上，可以說穿條式隔熱型材的生產(chǎn)工藝已經(jīng)十分完善。目前影響其合格率的主要原因我們歸納下來還是由于某些失誤造成，如未及時更換開齒輪、設(shè)備維護(hù)不夠、操作不穩(wěn)定等因素。通過有效的生產(chǎn)管理，保證生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性，必然可以提高鋁合金隔熱型材縱向剪切試驗(yàn)的合格率。