塑料异型材可焊性与塑料门窗焊接角最小破坏力指标对比分析
《解读与评价塑料门窗新标准》一文发表后，引起较大反响，接到业内不少朋友与同行的电话及邮件，纷纷对文中的观点表示赞同，同时也对塑料异型材与塑料门窗“新标准”中可焊性与焊接角破坏力指标计算公式有什么对应关系提出疑问，笔者一一做了回答，考虑到行业内可能还有很多人存在着同样的问题，为了帮助他们更好理解与实施塑料门窗“新标准”，特撰写本文一并答疑释惑。鉴于笔者技术水平有限，该文观点难免存在不足及偏差，敬请有关专家教诲、指点、批评。 新老标准中主型材可焊性指标与主型材较强度指标的区别，笔者在《受压弯曲应力计算》一文已有相近论述，概括地讲主要区别有两点：意识检测方法不同；角强度检测是将试件在18～20℃的环境中存放10小时，将试件放在压力机下，试件下部放置好垫块，使试件受力均匀，在同样温度条件下，以（50± FC:(4σmin·W )/(a-21/2e)式中：PC-焊接角最小破坏力，单位为牛顿（N） W-应力方向的倾倒矩1/e。 T型焊接的试样应使用两面中惯性矩的较小值，单位为四次方毫米（mm4）； a-试样支撑面的中心长度，单位为毫米（mm），a=(400±2) e-临界线与中性轴的距离，单位为毫米（mm） σmin-型材最小破坏力，单位为兆帕（Mpa） 型材与门窗“新标准”中分别以可焊性指标受压弯曲应力σt与焊接角最小破坏力指标FC取代门窗原“老标准”中角强度指标，焊接角最小破坏力FC计算公式与受压弯曲应力σt计算公式有什么对应关系呢？从其计算参数分析：尽管字面定义不同，实际上门窗“新标准”中焊接角最小破坏力FC等同于型材“新标准”中受压弯曲最大力值FC，型材最小破坏力σt，应力方向的倾倒矩W（1/e）等同于型材应力方向的阻力矩W(1/e)，临界线与中性轴的距离e等同于临界线A-A`与中性轴z-z`的距离e，两标准中试件支撑面的中心长度a完全一致，所不同的是：型材“新标准”中受压弯曲最大力值PC是经过检测得到的“实测值”，然后作为计算参数，带入公式得到受压弯曲应力σt，受压弯曲应力σt不仅是“计算值”也是衡量型材可焊性能，即角强度的“度量值”，“计算值”应大于或等于“度量值”门窗“新标准”中焊接角最小破坏力FC不仅是经过检测得到的“检测值”，也是衡量型材焊接性能，即角强度的“度量值”与带入共识计算得到焊接角最小破坏力PC的“计算值”。型材最小破坏应力 σmin，仅是计算既定参数。FC的“实验值”与“计算值”均应大于或等于“度量值”，由于FC在型材“新标准”检验中为“实测值”，所以称之为“最大”力值，在门窗“新标准”中为“度量值”，所以称之为焊接角“最小”破坏力。 从两个计算公式计算过程分析： 由型材“新标准”受压弯曲应力计算公式σc=Fc×[(a/2-e/21/2)/2w]推导为： FC：2W·σc/[(a/2- e/21/2)公式右侧分子与分母同乘以2，则得到FC：4W·σc/[(2-2e/21/2) FC推导公式与门窗焊接最小破坏力计算公式不同之处是2e/21/2与21/2e 求证2e/21/2=21/2e由计算知：21/2=1.414取代21/2，带入2e/21/2得2e/21/2=2e/1.414由计算知：2/1.414=1.414将取代2/1.414带入2e/1.414得2e/1.414=1.414e=21/2e 已知：σc=σmin 由此上述推导得FC=2σc·w/[(a/2- e/21/2)=4σc·W/[(a-2e/21/2)=4×σmin.W/（a-21/2e） 由上述计算公式可知：受压弯曲应力或焊接角最小破坏力不仅与型材焊接性能有关，也于型材Y向惯性矩与中轴线至临界线的距离，即型材壁厚、规格、截面结构有关。如果型材壁厚、规格偏小，结构不合理，即使焊接性能再好，其受压弯曲应力或焊接角最小破坏力也难以达到标准值要求。因此实施塑料异型材与门窗两项“新标准”无疑对防范壁厚、小规格“假冒伪劣”型材流放市场，提高塑料门窗工程质量提供了检测判断依据。 门窗“新标准”之所以在附录E中规定焊接角最小破坏力计算方法，其意义在于设计型材模具断面时，必须首先计算型材截面Y轴的惯性矩及中轴线至临界线的距离是否达到标准规定的焊接角最小破坏力指标，事前进行有效控制，为确保塑料门窗质量性能奠定了基础（2）。而在实际检测时，只有“实测值”达到门窗“新标准”对门窗框扇分别规定的“度量值”，不必再行计算，型材“新标准” 可焊性指标则是在每天检测达到FC值后，还要经过计算得到弯曲应力 σt值，这是门窗与型材“新标准”一个明显的不同之处。在检测中比较简便、适用，更具可操作性。型材“新标准”与门窗“新标准”FC值的检测方法是完全一致的。 塑料门窗“新标准”中，把FC值作为衡量焊接角最小破坏力的“度量值”，从字面上看与塑料门窗“老标准”角强度指标一样，反映的是门窗杆件在外力作用下的总载荷，而非型材“老标准”的单位载荷。实际上塑料门窗“新标准”中的FC值是由型材壁厚、规格与截面结构，即型材Y向惯性矩及中轴线临界线的距离和门窗所应达到的单位载荷一受压弯曲应力为基准，通过公式计算得到总载荷，不同壁厚，截面结构与规格的型材有不同的载荷值；门框不应小于3000N，门扇不应小于6000N，窗框不应小于2000N，窗扇不应小于2500N。与门窗“老标准”中无论型材规格，壁厚大小，一开以平均值不应小于3000N的规定是有原则区别的。以往业内的一些企业门窗框扇型材是混用的。塑料门窗“新标准”分别规定了平开、推拉门窗主要型材壁厚，在型材可焊性能检测时，为了省略计算过程，依据型材“新标准”型材可焊性计算公式，笔者撰写《受力弯曲应力计算》一文，曾将受压弯曲应力σc代入公式，推导出各类型材弯曲最大力值FC值，用于和“实测值”对比，作为评定型材焊接性能的依据，塑料门窗“新标准”公布之后，笔者发现平开门框、扇的FC“计算值”远低于“新标准”“度量值”，也就是说，门框、扇的可焊性能即将达到型材“新标准”受压弯曲应力σc值，也达不到塑料门“新标准”规定的FC值，究其原因，不外乎与塑料门“新标准”规定的平开门主型材可视面最小实测壁厚不应小于 |
