论文阐述
Ｐａｐｅｒ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ
员在仲裁检验过程中积累了多年的经验和材料，对焊角开裂的典型形态和原因等进行了分析和论述。
塑窗焊缝开裂的典型形态及分析
型
材
焊
缝
开
裂
原
因
分
析
近年来，ＰＶＣ型材大量应用于塑
料门窗的制作。其中，焊接是塑窗制
作的关键过程，是直接影响焊角强度
及塑料门窗质量的重要原因。尽管
ＰＶＣ型材有优良的可焊性，但塑窗焊
角开裂现象仍时有发生，给生产企
业、用户和安装施工单位都带来诸多
的不便。鉴于以上原因，综合质检人ＰＶＣ沈阳市产品质量监督检验所李佰秋于红 ａ ｂ ｃ图ａ所示裂纹沿焊缝整齐开裂，并且一直扩展至焊角根部，称为焊缝开裂。图ｂ所示开裂起始在焊缝处，当扩展至整个焊缝长度的１／４～１／２处时折向型材断面方向，且不规则地开裂，称为材料与焊缝开裂。图ｃ所示在焊缝侧３ｍｍ～６ｍｍ内沿型材断面方向不规则开裂，但焊缝本身没有开裂，称为材料开裂（应力开裂）。由上可见，其各自焊角开裂的原因均是多方面的：（ａ）焊缝开裂产生的原因是型材焊接缺陷（虚焊、杂质、气泡）等因素造成焊缝强度不够而形成的焊缝开裂。（ｂ）型材受到的破坏力作用于焊角上的应力集中点产生裂纹，当裂纹继续扩展到型材薄弱部位时开裂，这是型材本身强度低造成的。（ｃ）焊缝以外沿型材断面方向开裂，是受外力诱发作用与焊接过程产生的内应力的释放共同造成的。因焊接应力造成的焊角开裂是不易被认识和了解的，因此，本文旨在剖析焊接应力导致焊角开裂的原因，从理论上解决焊接应力对焊角开裂的影响，提高焊角强度。焊接应力形成的机理就内应力而言，如产生于金属材料中，并且事先不能将应力释放消除，它所造成的结果轻者产生裂纹，严重的产生断裂。塑料型材也是如此，产生的焊接应力哪怕没有任何外力诱发，在应力集中处也会因应力释放而造成焊角的开裂。型材焊接应力的形成：在型材焊接时，端面被焊板加热至熔融状态时，端面附近区域受加热的影响而形成不同温度区段，表现在塑窗焊角处就形成了焊缝区、过热区和热影响区。各区域的温度见下表：区域温度（℃）熔融区热影响区１８０～５０距端面距离（ｍｍ０～３２５５～１９０１９０～１８０在通常焊接过程中，当型材端面处于熔融状态时，端面温度（２４０℃～２６０℃）与距端面３ｍｍ～９ｍｍ处温度差达到１３０℃，在狭小的温度过渡区域内形成了极大的温度梯度。当型材端面熔融后，型材就进入了冷却阶段，其实质上就是一个骤冷过程。构成型材的主材料聚氯乙烯是高分子材料，它是热的不良导体，在骤冷过程中，型材各区域的冷却速度相差极大。又由于它是无定型的高聚物，具有较高的热胀系数，因此在温度过渡区内就会因为冷却速度不同造成各区域收缩温度不均匀而形成了内应力。其各区域的组织结构发生了未完成的改变而形成了不稳定的组织结构。控制焊接应力的可行性根据焊接应力形成的机理，可以将焊接应力的破坏力降到不影响焊角的强度，其可以通过以下方式来加以解决：（１） 在焊接过程中，不同区域的温差应控制在尽量小的程度，以改善冷却速度。可以利用预热方式，提高焊缝边缘５０ｍｍ（恰好连接钢衬端部）区域的环境温度。在固定工作台、移动工作台、上压钳和下压钳的内部加装电热元件，使工作台及压钳的表面温度提高到４０℃～５０℃，以改善各区域温差。（２） 为焊接过程提供一个合适的局部环境温度，以降低各区域的温度梯度差。（３） 改善各区域的组织结构，使之尽量趋于稳定，实现焊角强度的提高，减少或避免焊角开裂的发生。
２００５．７６１
论文阐述
Ｐａｐｅｒ Ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ
员在仲裁检验过程中积累了多年的经验和材料，对焊角开裂的典型形态和原因等进行了分析和论述。
塑窗焊缝开裂的典型形态及分析
型
材
焊
缝
开
裂
原
因
分
析
近年来，ＰＶＣ型材大量应用于塑
料门窗的制作。其中，焊接是塑窗制
作的关键过程，是直接影响焊角强度
及塑料门窗质量的重要原因。尽管
ＰＶＣ型材有优良的可焊性，但塑窗焊
角开裂现象仍时有发生，给生产企
业、用户和安装施工单位都带来诸多
的不便。鉴于以上原因，综合质检人ＰＶＣ沈阳市产品质量监督检验所李佰秋于红 ａ ｂ ｃ图ａ所示裂纹沿焊缝整齐开裂，并且一直扩展至焊角根部，称为焊缝开裂。图ｂ所示开裂起始在焊缝处，当扩展至整个焊缝长度的１／４～１／２处时折向型材断面方向，且不规则地开裂，称为材料与焊缝开裂。图ｃ所示在焊缝侧３ｍｍ～６ｍｍ内沿型材断面方向不规则开裂，但焊缝本身没有开裂，称为材料开裂（应力开裂）。由上可见，其各自焊角开裂的原因均是多方面的：（ａ）焊缝开裂产生的原因是型材焊接缺陷（虚焊、杂质、气泡）等因素造成焊缝强度不够而形成的焊缝开裂。（ｂ）型材受到的破坏力作用于焊角上的应力集中点产生裂纹，当裂纹继续扩展到型材薄弱部位时开裂，这是型材本身强度低造成的。（ｃ）焊缝以外沿型材断面方向开裂，是受外力诱发作用与焊接过程产生的内应力的释放共同造成的。因焊接应力造成的焊角开裂是不易被认识和了解的，因此，本文旨在剖析焊接应力导致焊角开裂的原因，从理论上解决焊接应力对焊角开裂的影响，提高焊角强度。焊接应力形成的机理就内应力而言，如产生于金属材料中，并且事先不能将应力释放消除，它所造成的结果轻者产生裂纹，严重的产生断裂。塑料型材也是如此，产生的焊接应力哪怕没有任何外力诱发，在应力集中处也会因应力释放而造成焊角的开裂。型材焊接应力的形成：在型材焊接时，端面被焊板加热至熔融状态时，端面附近区域受加热的影响而形成不同温度区段，表现在塑窗焊角处就形成了焊缝区、过热区和热影响区。各区域的温度见下表：区域温度（℃）熔融区热影响区１８０～５０距端面距离（ｍｍ０～３２５５～１９０１９０～１８０在通常焊接过程中，当型材端面处于熔融状态时，端面温度（２４０℃～２６０℃）与距端面３ｍｍ～９ｍｍ处温度差达到１３０℃，在狭小的温度过渡区域内形成了极大的温度梯度。当型材端面熔融后，型材就进入了冷却阶段，其实质上就是一个骤冷过程。构成型材的主材料聚氯乙烯是高分子材料，它是热的不良导体，在骤冷过程中，型材各区域的冷却速度相差极大。又由于它是无定型的高聚物，具有较高的热胀系数，因此在温度过渡区内就会因为冷却速度不同造成各区域收缩温度不均匀而形成了内应力。其各区域的组织结构发生了未完成的改变而形成了不稳定的组织结构。控制焊接应力的可行性根据焊接应力形成的机理，可以将焊接应力的破坏力降到不影响焊角的强度，其可以通过以下方式来加以解决：（１） 在焊接过程中，不同区域的温差应控制在尽量小的程度，以改善冷却速度。可以利用预热方式，提高焊缝边缘５０ｍｍ（恰好连接钢衬端部）区域的环境温度。在固定工作台、移动工作台、上压钳和下压钳的内部加装电热元件，使工作台及压钳的表面温度提高到４０℃～５０℃，以改善各区域温差。（２） 为焊接过程提供一个合适的局部环境温度，以降低各区域的温度梯度差。（３） 改善各区域的组织结构，使之尽量趋于稳定，实现焊角强度的提高，减少或避免焊角开裂的发生。
２００５．７６１