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熱彎玻璃的工藝控制及常見(jiàn)質(zhì)量缺陷的探討和分析

      摘  要:熱彎夾層玻璃作為安全玻璃的一種,應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛,這種產(chǎn)品由兩層或多層熱彎玻璃經(jīng)PVB膠片粘結(jié)而成,具有很高的強(qiáng)度和韌性,抗碰撞能力強(qiáng),安全可靠,透明度高。另外一旦破碎,夾層玻璃承受高速?zèng)_擊的強(qiáng)度高于鋼化玻璃,玻璃破碎后無(wú)碎片飛濺,玻璃的碎片仍能粘接在PVB片上。鑒于此特點(diǎn)熱彎夾層玻璃幾乎應(yīng)用于所有汽車玻璃的前風(fēng)擋窗玻璃,同時(shí)也廣泛應(yīng)于建筑門窗幕墻、博物館、陳列廳等相關(guān)領(lǐng)域。
 
      關(guān)鍵詞:熱彎、模具、吻合度、疊差
 
      熱彎夾層玻璃的生產(chǎn)主要經(jīng)過(guò)以下幾道工序:玻璃的熱彎、合片、真空預(yù)熱預(yù)壓、高溫高壓等工藝過(guò)程。
 
      1 熱彎模具的選用
 
      熱彎玻璃所使用的成型模具在熱彎玻璃成型過(guò)程中起著至關(guān)重要的作用,熱彎模具的種類主要分為三種:實(shí)心模、條框模、空心模,在此基礎(chǔ)之上很多生產(chǎn)廠家在模具的加工上都有自已的特點(diǎn)。實(shí)心模,顧名思義模具中間為實(shí)心,用鐵板制作成,此種模具的特點(diǎn)是容易保證玻璃的彎曲度和球面的一致,玻璃不會(huì)彎曲過(guò)頭,對(duì)操作人員要求不高,缺點(diǎn)是模具的制作成本高,制作周期長(zhǎng),在熱彎燒制過(guò)程中,模具吸熱多造成升溫慢,在燒制過(guò)程中容易造成玻璃表面出現(xiàn)麻點(diǎn);空心模的制作采用角鋼和扁鋼制成,這種模具的制作相對(duì)簡(jiǎn)單,用材少,在熱彎燒制過(guò)程中模具吸熱少,在燒制過(guò)程中玻璃的中間采用彈簧進(jìn)行支撐,制品表面不會(huì)出現(xiàn)麻點(diǎn),采用此種模具對(duì)熱彎的操作技術(shù)要求較高,由于熱彎玻璃過(guò)程中有熱滯后現(xiàn)象,制品很容易彎過(guò)頭;條框模是介于實(shí)心模和空心模之間的一種模具,它的制作相對(duì)于實(shí)心模來(lái)說(shuō)較為簡(jiǎn)單,對(duì)熱彎操作要求也較低。
 
    2. 熱彎的操作過(guò)程
 
      目前,大多數(shù)玻璃加工廠家采用的是電加熱式熱彎爐,這種熱彎爐溫度控制方便,易操作,不污染玻璃,產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)品的一致性較高,且多數(shù)已采用計(jì)算機(jī)集成控制,通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)各種參數(shù)設(shè)置,實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱彎工藝的程序化控制。
 
      熱彎操作過(guò)程可以簡(jiǎn)單概括為將搭配好的大小片,且兩片大小片間均勻?yàn)⑸瞎璺鄣牟AХ旁诎寄I厦?,然后?duì)其進(jìn)行加熱,使玻璃達(dá)到軟化點(diǎn)溫度時(shí),玻璃在自身重力或外部壓力的作用下達(dá)到與凹模曲率一致后,停止加熱,緩慢進(jìn)行退火直至室溫,至此完成熱彎過(guò)程。玻璃熱彎工藝過(guò)程中的控制,主要把握:玻璃預(yù)熱時(shí),應(yīng)采用連續(xù)加熱或緩慢加熱的方式,使?fàn)t內(nèi)溫各處一致;要求兩片重疊的玻璃彎曲的曲率半徑相一致,否則會(huì)使夾層玻璃產(chǎn)生光學(xué)畸變;玻璃必須達(dá)到所要熱彎成型時(shí)所需的溫度;模具放置在承載小車上時(shí),必須保證模具放置的水平;爐內(nèi)溫度達(dá)到玻璃成型時(shí)所需的溫度640~710℃,這時(shí)玻璃將開(kāi)始在自身重力的作用下開(kāi)始變形,為了防止玻璃在接近軟化溫度時(shí)突然沉降,防止玻璃表面產(chǎn)生熱彎波紋,這時(shí)操作人員必須時(shí)刻觀察爐內(nèi)玻璃的成形情況,通過(guò)觀察來(lái)控制加熱燈管的開(kāi)關(guān)數(shù)量、區(qū)域和時(shí)間;玻璃的退火應(yīng)采用緩慢冷卻的方式,爐溫必須降到100℃以下時(shí)再取出玻璃,玻璃在熱彎成型時(shí),原有應(yīng)力已消除,為防止在降溫過(guò)程中由于溫度梯度而產(chǎn)生新的應(yīng)力,應(yīng)嚴(yán)格控制在退火溫度范圍的冷卻速度,特別是在溫度較高階段,要玻璃慢冷到玻璃結(jié)構(gòu)完全固定以后,以防止永久應(yīng)力的產(chǎn)生,退火曲線應(yīng)該均勻變化,且出爐落架的玻璃不能放在車間風(fēng)口或風(fēng)扇直吹處。
 
      3 熱彎工藝過(guò)程中常見(jiàn)問(wèn)題的分析
 
      3.1熱彎玻璃在爐內(nèi)炸裂的問(wèn)題
 
      針對(duì)這個(gè)問(wèn)題,可以從以下幾個(gè)方面對(duì)玻璃進(jìn)行分析:a.對(duì)進(jìn)爐前的玻璃進(jìn)行觀察,看有無(wú)炸口和爆邊現(xiàn)象。對(duì)于此方面,在玻璃切裁與磨邊時(shí)必須要求:1)磨邊時(shí)不允許有裸露邊現(xiàn)象;對(duì)于玻璃邊角掉角現(xiàn)象,掉角缺損小,修復(fù)后不明顯,必須進(jìn)行修復(fù);2)掉角缺損大,無(wú)法修復(fù)的不允許存在;3)切割的接口處邊部要通順,不充許留有疙瘩凸起現(xiàn)象。b.玻璃在成型時(shí)使用的壓輥;一些曲率半徑大的產(chǎn)品,在玻璃成型時(shí)完全依靠重力無(wú)法達(dá)到要求的曲率和球面,必須借助壓輥,壓輥要用玻璃絲布完全包裹,在與玻璃接觸時(shí)如果裸露金屬直接與玻璃接觸,會(huì)造成玻璃在爐內(nèi)的破碎;另外,在施壓玻璃時(shí),如果壓輥所纏繞的玻璃絲布中粘附有水跡或水珠,這樣在壓玻璃時(shí)也會(huì)造成玻璃在爐內(nèi)的破碎;c.使用空心模時(shí),玻璃中部在進(jìn)爐前無(wú)支撐,特別是玻璃尺寸較大時(shí),容易造成玻璃在爐內(nèi)破碎,所以使用空心模具時(shí)玻璃中部必須進(jìn)行支撐。d.玻璃在爐內(nèi)的升溫速度過(guò)快,容易導(dǎo)致玻璃在爐內(nèi)受熱不均勻,而出現(xiàn)玻璃炸裂。e.在玻璃成型時(shí),輔助成型時(shí)的外力過(guò)大過(guò)猛,會(huì)使玻璃炸裂。對(duì)于一些曲率半徑較大的產(chǎn)品,玻璃必須依靠輔助外力才能成貼合模具,每一個(gè)操作人員應(yīng)當(dāng)明白,玻璃的成型應(yīng)當(dāng)主要靠溫度的調(diào)節(jié)來(lái)達(dá)到要求。
 
      3.2熱彎后玻璃吻合度超標(biāo)
 
      a.模具曲率與檢驗(yàn)胎具曲率不一致,這就要求每次在進(jìn)爐生產(chǎn)之前對(duì)熱彎模具進(jìn)行校檢,校檢時(shí)將熱彎模具平扣在檢驗(yàn)胎具上,然后對(duì)四周進(jìn)行觀察,檢驗(yàn)胎與熱彎模具之間的縫隙不能超過(guò)1mm,如果縫隙超過(guò)1mm將影響玻璃的成型弧度,這時(shí)就必須要對(duì)模具的弧度進(jìn)行調(diào)整,增大或減小模具的彎曲深度,如果模具沿上有過(guò)渡不順的地方,做好標(biāo)記,檢驗(yàn)胎具抬下后,用磨輪將模具沿磨順,磨時(shí)先用粗磨輪打磨,然后再用細(xì)磨輪進(jìn)行刨光處理;b. 玻璃在放置到模具上時(shí),玻璃的中心與模具的中心不一致,這就要求每次進(jìn)爐前玻璃放置到模具上時(shí),一定要保證玻璃與模具周邊的距離要均勻;c.熱彎成型時(shí)溫度過(guò)低、過(guò)高或成型時(shí)設(shè)定的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、過(guò)短,熱彎成型時(shí)的溫度,一般在630-730℃之間,所要加工的玻璃厚度不同、曲率大小不同、尺寸大小不同,熱彎成型時(shí)的溫度都不同,熱彎時(shí)成型溫度的設(shè)定與成型時(shí)間的長(zhǎng)短,都對(duì)玻璃的彎曲成型產(chǎn)生極大的影響,熟練掌握和控制熱彎成型時(shí)的溫度和時(shí)間,這就要靠操作人員不斷的對(duì)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié),然后制定出適合于此熱彎設(shè)備與此玻璃產(chǎn)品的工藝參數(shù),使生產(chǎn)過(guò)程規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)化,這樣才能最大程度的減少人為因素與經(jīng)驗(yàn)因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響;d.玻璃在熱彎成型時(shí)過(guò)快或過(guò)慢也會(huì)造成產(chǎn)品吻合度的超標(biāo),熱彎成型的快慢主要靠控制升溫速率來(lái)進(jìn)行調(diào)整。e.玻璃成型后在凹模上的出邊量過(guò)大(<15mm),容易造成玻璃的邊部彎曲,從而影響玻璃的吻合度,為了避免熱彎時(shí)玻璃的邊部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象,在熱彎凹模的制作方面,要保證玻璃成型后出模具的邊沿≤10mm;f.模具在承載小車上放置不水平,也會(huì)影響玻璃的成型弧度,這就要求在放置模具到臺(tái)車上時(shí)必須將模具支平。f.玻璃弧度檢驗(yàn)方式不一致,所測(cè)量的玻璃吻合度也有區(qū)別,玻璃在水平檢驗(yàn)時(shí)由于玻璃自身重力的影響,與玻璃在立檢時(shí)存在一定差異,所以為了使產(chǎn)品的吻合度達(dá)到顧客的要求,必須事先與顧客進(jìn)行協(xié)商,雙方要采用統(tǒng)一檢驗(yàn)方式對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢驗(yàn),
 
      3.3.熱彎后玻璃油墨顏色出現(xiàn)變化
 
      一些經(jīng)過(guò)絲網(wǎng)印刷的熱彎玻璃,在高溫?zé)坪髸?huì)出現(xiàn)絲印區(qū)域油墨顏色有深淺色差或油墨顏色整體發(fā)紅。解決此類問(wèn)題,主要控制:a.為了避免熱彎后玻璃油墨的顏色出現(xiàn)深淺色差,我們要選擇正確的熱彎油墨。玻璃熱彎成型時(shí)的溫度在580-650℃,所以要選擇油墨燒結(jié)溫度合適,專門用于熱彎玻璃的油墨;b.絲印時(shí)將油墨印刷到浮法玻璃的粘錫面,會(huì)造成熱彎后油墨顏色整體發(fā)紅。為了避免此類缺陷的產(chǎn)生,絲印時(shí)要分清玻璃的粘錫面與非粘錫面,避免將油墨印刷到玻璃的粘錫面。對(duì)于一些異型玻璃,在對(duì)玻璃切裁時(shí),為了避免此類缺陷,就要對(duì)玻璃的切割狀態(tài)進(jìn)行調(diào)整。
 
      3.4.玻璃內(nèi)外片的疊差過(guò)大
 
      解決玻璃內(nèi)外片的疊差問(wèn)題,主要控制玻璃的切裁和熱彎的曲率兩個(gè)方面。對(duì)疊差的控制要注意以下幾個(gè)方面:a.在產(chǎn)品的試制階段,在玻璃切裁時(shí),可以內(nèi)外片玻璃切裁的大小一樣,試制時(shí)熱彎的吻合度與球面達(dá)到要求時(shí),這時(shí)就要測(cè)量?jī)?nèi)外片玻璃的疊差,把內(nèi)外片的疊差大小精確的記下來(lái),編制到工藝文件上;b.切割機(jī)切裁玻璃時(shí),根據(jù)內(nèi)片的切割圖形和測(cè)量的疊差大小來(lái)設(shè)計(jì)外片的切割圖形。如果用手工模板切裁玻璃,最好使用一個(gè)內(nèi)片的模板切裁玻璃的內(nèi)外片,因?yàn)槭止ぶ谱鞯膬?nèi)外片切裁模板或多或少都會(huì)存在差異,一個(gè)模板切裁可以避免這些差異。另外,要將加米量標(biāo)識(shí)到模板上,以免出錯(cuò);c.對(duì)于老產(chǎn)品出現(xiàn)的疊差問(wèn)題,這時(shí)就要考慮人員切裁(針對(duì)手工切裁)和熱彎曲率。人為因素對(duì)疊差的影響很大,特別是手工切割時(shí),每個(gè)人的下刀把握不一樣,這樣往住不同人裁出來(lái)的玻璃大小不一樣,存在誤差,會(huì)造成玻璃的疊差超標(biāo)。另外,熱彎的曲率變化也會(huì)影響到內(nèi)外片玻璃的疊差;d.對(duì)于雙曲面帶有很大球面的玻璃,這時(shí)對(duì)外片的切裁左右方向和上下方向在尺寸上都需要進(jìn)行加米,使用一個(gè)模板手工切裁的很難滿足這種加米要求,此種產(chǎn)品最好運(yùn)用切割機(jī)進(jìn)行切裁;e.玻璃在放置到模具上時(shí),先放置外片后再放置內(nèi)片,內(nèi)片放置在外片上的位置要居中且放正,內(nèi)片的中心線與外片的中心線要相吻合,否則也會(huì)造成內(nèi)外片疊差的出現(xiàn)。
 
      3.5熱彎玻璃邊緣的模具痕跡
 
       熱彎玻璃邊緣的模具痕跡會(huì)影響玻璃整體的外觀質(zhì)量,為了減輕和避免熱彎玻璃邊緣的模具痕跡,我們應(yīng)從四個(gè)方面入手:a.在制作熱彎模具時(shí),模具與玻璃的接觸邊緣必須打磨光滑,去除銳利的邊棱.b玻璃成型時(shí),如果使用過(guò)大的外力來(lái)施壓玻璃、幫助玻璃成型,會(huì)造成玻璃邊部明顯的痕跡印,所以在玻璃成型時(shí),盡量通過(guò)溫度的調(diào)節(jié)來(lái)控制玻璃的成型,盡量減小外部對(duì)玻璃的壓力來(lái)使玻璃成型。c.最好在熱彎模具的邊緣(特別是支撐玻璃重力的模具邊緣),包覆不銹鋼模具布。d.對(duì)于弧度較大的熱彎玻璃建議采用開(kāi)口模具,減小玻璃在成型時(shí)與模具邊的摩擦。
 
      3.6 熱彎玻璃出爐后的自爆現(xiàn)象
 
      玻璃在熱彎時(shí)退火過(guò)快,會(huì)造成后期成品玻璃的自爆發(fā)生,玻璃在熱彎成型時(shí),原有應(yīng)力已消除。為防止在降溫過(guò)程中由于溫度梯度而產(chǎn)生新的應(yīng)力,應(yīng)嚴(yán)格控制在退火溫度范圍的冷卻速度,特別是在溫度較高階段,要玻璃慢冷到玻璃結(jié)構(gòu)完全固定以后,以防止永久應(yīng)力的產(chǎn)生,退火曲線應(yīng)該均勻變化,且出爐落架的玻璃不能放在車間風(fēng)口或風(fēng)扇直吹處。玻璃的退火應(yīng)采用緩慢冷卻的方式,爐溫必須降到100℃以下時(shí)再取出玻璃。
 
 

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