1 Обзор
Процесс производства теплоизоляционного профиля с резьбой относительно сложен, а процесс нарезки и ламинирования занимает относительно много времени. Заготовки, поступающие в этот процесс, производятся благодаря кропотливому труду многих рабочих. Появление отходов в процессе композитной нарезки может привести к относительно серьёзным экономическим потерям, в том числе к потере значительного количества ранее затраченных трудовых ресурсов, что в итоге приведёт к огромным отходам.
При производстве теплоизоляционных профилей для резьбы, профили часто бракуются по разным причинам. Основной причиной брака в этом процессе является растрескивание надрезов теплоизоляционной ленты. Существует множество причин растрескивания надрезов теплоизоляционной ленты. В данной работе мы сосредоточимся на выявлении причин таких дефектов, как усадочный хвост и расслоение, возникающие в процессе экструзии, которые приводят к растрескиванию надрезов теплоизоляционных профилей из алюминиевого сплава при резьбе и ламинировании. Мы также решаем эту проблему путем совершенствования пресс-формы и другими методами.
2 Проблемные явления
В процессе композитного производства теплоизоляционных резьбовых профилей внезапно возникло растрескивание партии теплоизоляционных пазов. После проверки было установлено, что явление растрескивания имеет определённую закономерность. Все трещины появляются на торце определённой модели, причём длина всех трещин одинакова. Она находится в определённом диапазоне (20–40 см от торца) и возвращается к норме после периода растрескивания. Фотографии после растрескивания представлены на рисунках 1 и 2.
3. Поиск проблем
1) Сначала классифицируйте проблемные профили и храните их вместе, проверяйте явление растрескивания по одному за другим и выявляйте общие и отличительные черты. После многократного отслеживания было выявлено, что явление растрескивания имеет определённую закономерность. Все трещины появляются на торце одной модели. Форма треснувшей модели представляет собой обычный кусок материала без полости, а длина трещины находится в определённом диапазоне. В пределах (20–40 см от торца) она возвращается к норме после растрескивания через некоторое время.
2) Из технологической карты данной партии профилей можно узнать номер пресс-формы, использованной при производстве данного типа, в процессе производства проверяется геометрический размер надреза данной модели, геометрический размер теплоизоляционной полосы, механические свойства профиля и твердость поверхности находятся в разумных пределах.
3) В процессе производства композитных изделий отслеживались параметры процесса производства композитных изделий и производственные операции. Отклонений не выявлено, однако при изготовлении партии профилей наблюдались трещины.
4) После проверки излома в области трещины были обнаружены некоторые прерывистые структуры. Предполагается, что причиной этого явления являются дефекты прессования, возникающие в процессе прессования.
5) Из вышеописанного явления следует, что причиной растрескивания являются не твёрдость профиля и процесс изготовления композита, а, как первоначально предполагалось, дефекты экструзии. Для дальнейшего подтверждения причины проблемы были проведены следующие испытания.
6) Используйте один и тот же набор пресс-форм для проведения испытаний на прессах разной грузоподъемности с разной скоростью экструзии. Для проведения испытаний используйте прессы усилием 600 и 800 тонн соответственно. Отдельно пометьте головную и хвостовую части материала и упакуйте их в корзины. Твердость после старения при 10-12HW. Метод коррозии в щелочной воде использовался для испытания профиля в головной и хвостовой части материала. Было обнаружено, что хвостовая часть материала имела явления усадки и расслоения. Было установлено, что причиной растрескивания были усадка и расслоение. Фотографии после щелочного травления показаны на рисунках 2 и 3. Для проверки явления растрескивания на этой партии профилей были проведены композитные испытания. Данные испытаний приведены в таблице 1.
Рисунки 2 и 3
Таблица 1
7) Из данных, представленных в таблице выше, видно, что в головной части материала трещин нет, а доля трещин в хвостовой части материала самая большая. Причина образования трещин мало связана с размером и скоростью машины. Коэффициент растрескивания хвостовой части материала самый большой, что напрямую связано с длиной распила. После замачивания треснувшей части в щелочной воде и испытания треснувший хвост проявляется усадочным хвостом и расслоением. После отсечения усадочного хвоста и расслоения трещин не наблюдается.
4 Методы решения проблем и профилактические меры
1) Для снижения растрескивания надрезов, вызванного этой причиной, повышения выхода годного и сокращения отходов, применяются следующие меры контроля производства. Данное решение подходит для других подобных моделей, где экструзионная матрица представляет собой плоскую матрицу. Усадочный хвост и расслоение, возникающие в процессе экструзии, могут привести к проблемам с качеством, таким как растрескивание торцевых надрезов при компаундировании.
2) При приемке формы строго контролируйте размер надреза; используйте цельный кусок материала для изготовления цельной формы, добавьте к форме двойные сварочные камеры или откройте ложную разъемную форму, чтобы снизить влияние усадочного хвоста и расслоения на качество готового изделия.
3) В процессе экструзии поверхность алюминиевого прутка должна быть чистой и свободной от пыли, масла и других загрязнений. Процесс экструзии должен осуществляться в режиме постепенного снижения давления. Это позволяет снизить скорость выгрузки в конце процесса экструзии и уменьшить образование усадочного хвоста и расслоение.
4) В процессе экструзии используется низкотемпературная высокоскоростная экструзия, температура алюминиевого прутка на машине поддерживается в диапазоне 460–480 °C. Температура пресс-формы поддерживается на уровне 470 °C ± 10 °C, температура цилиндра пресс-формы – около 420 °C, а температура на выходе пресс-формы – в диапазоне 490–525 °C. После экструзии включается вентилятор для охлаждения. Остаточная длина должна быть увеличена более чем на 5 мм.
5) При производстве данного типа профиля лучше всего использовать машину большего размера, чтобы увеличить усилие выдавливания, улучшить степень сплавления металла и обеспечить плотность материала.
6) В процессе экструзионного производства необходимо заранее подготовить ведро с щелочной водой. Оператор отпиливает хвостовую часть материала, чтобы проверить длину усадочного хвоста и расслоение. Черные полосы на поверхности, протравленной щелочью, указывают на то, что усадочный хвост и расслоение произошли. После дальнейшей распиловки, пока поперечное сечение не станет ярким и не будет иметь черных полос, проверьте 3-5 алюминиевых прутков, чтобы увидеть изменение длины после усадочного хвоста и расслоения. Чтобы избежать попадания усадочного хвоста и расслоения на профильные изделия, добавляется 20 см в соответствии с самым длинным из них, определяется длина распиловки хвостовой части комплекта формы, отпиливается проблемная часть и начинается распиловка готового изделия. Во время операции головная и хвостовая части материала могут смещаться и распиливаться гибко, но дефекты не должны попадать в профильное изделие. Контролируется и проверяется контролем качества машины. Если длина усадочного хвоста и расслоение влияют на выход продукции, следует своевременно извлечь форму и обрезать ее до нормального состояния, прежде чем можно будет приступить к нормальному производству.
5. Резюме
1) Испытания нескольких партий теплоизоляционных профилей из полос, изготовленных по вышеуказанным технологиям, не выявили подобных трещин. Характеристики прочности на сдвиг всех профилей соответствовали требованиям национального стандарта GB/T5237.6-2017 «Профили из алюминиевых сплавов строительные. Часть 6. Теплоизоляционные профили».
2) Для предотвращения возникновения этой проблемы была разработана система ежедневного контроля, позволяющая своевременно решать проблему и вносить коррективы, чтобы предотвратить попадание опасных профилей в композитный процесс и сократить отходы в процессе производства.
3) Помимо предотвращения растрескивания, вызванного дефектами экструзии, усадочным хвостом и расслоением, мы всегда должны обращать внимание на явление растрескивания, вызванное такими факторами, как геометрия надреза, твердость поверхности и механические свойства материала, а также параметры процесса композитного производства.
Под редакцией Мэй Цзян из MAT Aluminum
Время публикации: 22 июня 2024 г.
