浅议PVC型材的组装工艺

摘要：本文从PVC型材的切割，焊接，清角等几个方面论述了组装工艺。并且也阐述了玻璃的装配，五金件选择的要点。

关键词： PVC型材，组装工艺

一 前言

随着社会的不断进步，人们生活水平的不断提高。对建筑要求也越来越高，近年来新建的生活小区在使用PVC型材的比例与日俱增。逐渐代替铝合金的趋势也很明显，总体而言PVC型材的诸多优点和使用寿命也远远高于铝合金。因此，对PVC型材的组装要求也越来越高。本文以作者多年的经验将浅议PVC型材的组装工艺。

二 型材的切割

型材切割（亦称下料），根据下料设计单，由下料设备，将型材锯成一定尺寸，包括45度、90度角和“V”形缺口等。本道工序工作内容有下料尺寸，附下料设备技术参数选定及锯切后型材的存放。

1、 下料尺寸确定

型材下料尺寸及切割度是相当重要的，祥龙管材管件直接影响成品窗的尺寸精度和功能。根据确定的窗型，计算组装成窗的每类型材的下料尺寸和数量，型材实际切割尺寸计算的依据有以下参考数据： (1) 窗框与墙体的间隙为10-15mm/边； (2) 窗扇与窗框的搭接尺寸一般为8mm/边； (3) 切割公差不大于0.5mm； (4) 焊接余量为3mm/边； (5) 焊接公差不大于2mm； (6) 加强衬筋比塑料型材衬钢腔体最小端尺寸5-10mm端。 根据以上几点计算出各类窗用型材的预下料尺寸，进行批量下料。

2．下料设备及主要技术参数

祥龙管材管件的塑料异型材可以在双角锯和V型锯上进行切割。 (1)双角锯 可锯两端或一端45度~90度范围内斜角、尖角，双角锯是在两条水平平行导轨上安置两个锯头，由电动机带动硬质合金镶齿的圆锯片转动，夹紧工件和进退锯（无级调试），采用气压传动及由微型气动逻辑元件组成的集成气路板来实现半自动控制。两个锯头均可在45 ~900范围内作任何一角度的调节。其中左锯头底座是固定式，右锯座与导轨之间有气垫装置作为移动式。前导轨上方附有长度定位和型材高度定位标尺，可由“付尺”直接定位锯切直角及45度角的型材长度。 技术规格： 电动机：380V/50Hz，2.2kw，2台； 锯片：Ф370mm（硬质合金镶齿）； 供气压力：0.5~0.6Mpa； 切割长度：最小220mm，最大3000mm； 外形尺寸：长×宽×高=3700mm×1100mm×1200mm。 (2)V型切割锯 用于塑料型材锯切90°角，开槽深度通过手动调整工作台面的型材高度标尺设定，开槽位置可由长度标尺及挡板定位。V型切割锯的两台电动机前后保持一定的距离并构成90°角，带动有硬质合金镶齿的圆锯片转动，夹紧工件和进退锯（无级调速）是用气压传动及微型逻辑元件组成的集成电路板实现半自动控制。V型切割锯技术规格如下： 电动机：－380V/50Hz，2×1.3kw，2800r/min； 锯片：Ф300×Ф40×3mm； 供气压力：0.5~0.6Mpa； V形口深度：最大75mm； 外形尺寸：长×宽×高=1350mm×650mm×1130mm； 切削速度：60~70m/秒。

三 割后型材的存放

祥龙管材管件的型材在切割完毕，按门窗的下料单，立即将其各段作上标记，按类分放到输送车或输送带上，送入下道工序。切割好的型材须注意保护切割面的清洁，严防污染和受到损伤，以保证良好的焊接质量。 该道工序应注意点： A. 异型材切割前需在常温20℃下放置48小时以上，以防天冷时发生冷脆。 B. 型材切割应控制切割锯的行进速度，一般是攻进时慢，退出时快，以防止或减少天冷时材料切口缺损、辅筋崩裂等；同时钝的锯齿与不恰当的锯齿选择也容易造成上述现象。 C. 异型材下料长度应控制在±0.5mm以内，角度偏差应在±15’以下。 D. 切割完的型材应断面细致，无破损毛刺，无明显锯齿痕，无油污灰尘等；放置时应切口朝下，并要在48小时内完成焊接，存放时间过长会导致切口表面污染，影响焊接质量。 E. V形口切割要严格控制V口的深浅，防止焊接错位，工艺孔槽不沟通，影响强度与有关性能（如水密性等）。 F. 玻璃压条切割时注意角度的准确性，严禁下紧上不到位或强敲到位，同一框扇压条应尽量使短压条刚好或稍短，而长压条比标准尺寸稍长1－2mm。 G. 同一批次或不同材料上下拼接的下料尽量在一次完成，以保证尺寸统一，拼接一致。三铣槽和钻孔 塑料窗的成品窗是由窗框和窗扇组成的，二者通过窗用五金件如铰链、执手、传动器、锁等装配成整体窗。为使窗扇、窗框很好地配合，需在装配五金件的部位钻孔或铣槽，为使雨水、冷凝水排出室外，应在适宜的部分铣排水孔、气压平衡孔。另外还有铣锁槽和钻锁孔等。所有铣、钻工作均须在焊接前完成。铣槽、钻孔分别在各段型材上完成。内腔的铣屑，可用压缩空气吹出。铣槽、钻孔有很多种机器可供使用，如带有定位装置的仿形铣床，三孔钻、封盖铣、气动或电动手工工具等。 塑料窗的两个部位上存着排水问题，即玻璃镶嵌槽的排水（即窗扇的排水）和窗框的排水。所以无论是平开窗和推拉窗的框、扇型材都应该设置有排水腔，以使流入窗扇内的雨水和冷凝水可以排出室外。排水腔应该设置在安装玻璃压条槽的相反一侧，这样，安装玻璃在室内进行。排水腔要和主腔隔开，以防止水流入主腔内，腐蚀加强衬筋。

1． 扇的排水

为了使玻璃嵌槽能够可靠地排水，镶嵌玻璃的底座不应阻止水的流出。因此，在型材设计时，在安装玻璃的底座下面须设有足够大的沟槽，或是将玻璃装在桥式垫片上。 由玻璃到镶嵌槽底的深度至少有5mm，这主要是为了避免玻璃和窗扇之间产生逆水现象，否则就不能保证可靠的排水。尤其是目前所用的双层玻璃，还不可能生产一种完全不受湿度影响的四边全密封的中空隔湿玻璃。因此，必须防止玻璃夹层受到过高湿度的影响。 排水孔在窗扇的下部开设，气压平衡开在上部。排水孔一般为Φ4-5mm，长为35mm的孔缝，进水孔和出水孔位置应错开20-30mm。孔缝之间的距离不得超过600mm。对于标准窗，一个窗扇要开设2个排水孔缝，孔缝至窗拐角的距离最小应为15-20mm，最大不得超过100mm，亦可用Φ8mm的圆孔来代替长孔，为了避免玻璃镶嵌槽中有存水，必须在上部铣一气压平衡孔， 玻璃镶嵌槽的排水最好是由外腔直接向外排放，也可以通过排水腔向下排出。

2、 窗框的排水

窗框设计有排水腔，排水方式可直接向外排出或通过前腔向下排出，最好采用向下排出的方式。 窗框排水孔开设尺寸与窗扇相同。窗框排水槽上的孔和型材前腔的排水缝隙之间的轴距和距窗拐角的距离至少为120mm，以防止风把流出的水吹进排水槽。窗框排水孔有必要加封盖。

四 加强和固定

在PVC中空异型材内腔插入增强型钢（简称衬钢）来提高其刚性和抗变形能力，称为型材的增强。 在PVC型材中，增强型钢的作用： (1) 提高型材的刚性； (2) 防止型材变形（由风荷载或玻璃自重引起的）； (3) 使安装的五金件更牢固、可靠。 增强型钢一般用壁厚为1.2-2.0mm的经防锈处理的Q235冷轧钢，增强型钢必须严格与型材内腔相配套，大小不恰当会影响增强效果，其与型材内壁的间隙以1.5mm以下为宜。衬钢应装入封闭的空腔，腔内不能有渗水。 增强型钢插入型材内腔的方法： 1、在不影响焊接的部位可预先插入，并用Φ4×15mm的自钻螺钉紧固。 2、在十字形或T形焊接部位，可在焊板刚刚升起时，内焊缝尚处于塑性阶段时及时插入，并用螺钉紧固。 为了确保窗的抗风压等性能要求，窗框、窗扇的结构应具有必要的刚度。当窗构件符合下列情况之一时，其内腔必须加衬增强型钢： 平开窗： a.窗框构件长度等于或大于1300mm，窗扇构件长等于或大于1200mm； b.中横框和中竖框构件长度等于或大于900mm； c.采用小于50系列的型材，窗框构件长度等于或大于1000mm，窗扇构件长度等于或大于900mm； d.安装五金配件的构件。 推拉窗： a.窗框构件长度等于或大于1300mm； b.窗扇下框长度等于或大于700mm，滑轮直接承受玻璃重量的可不加增强型钢； c.安装五金配件的构件。 增强型钢应与型材内腔尺寸一致，其长度以不影响端头的焊接为宜。用于固定每根增强型钢的紧固件不得少于3个，其间距应不大于300，第一紧固点距型钢端头的距离应不大于100mm，固定后的增强型钢不得有松动

五 焊接与清角

塑料窗框、扇的焊接采用带电热板的对接焊机进行。电热板要用专用焊布包扎，焊机必须配备专用定位靠模。 焊接的基本方法是：将被焊接的两段异型材的45度角斜切面在焊机上先定位，然后夹紧，在一定的压力下（3-6bar）同时与电热板的两个表面接触、加热，型材受热后，锯切面塑料熔融，当熔融到一定程度时，电热板升起，在焊接压力（3bar）下使两段型材的熔融部分对焊粘合，冷却后形成一体。

1、塑料焊机类型及功能

塑料窗框焊接机的种类很多，如单点焊接机，有单点单功能（只作一种角度焊接）、单点双功能（此类焊机只有一个焊头，可用直角焊接和T型焊接）及单点多功能焊接机（此类焊机也只有一个焊头，靠定位板变换可作90度至180度角之间任意角度的焊接）。还有双点焊机、三点、四点及四角焊机等。不同种类的焊机其所具有焊接功能和功效也不同，各类焊机所具有的焊接功能虽多，但其工作原理都是相同的。

2、焊接程序与焊接机的选择

焊接程序的排定直接关系到窗框、窗扇的焊接质量和生产效率，因此，在焊接之前，应根据窗型来确定焊接程序。焊接程序的确定，主要根据焊接机的型式功能来确定。焊接程序的排列和焊接设备的功能有直接关系。虽然所有通用的焊接机均可用来对窗框、窗扇的焊接，但是选择适宜的焊接机及其拾配是排列最佳焊接程序和保证焊接质量及提高工作效率的关键。

3、 焊接工艺条件对成窗性能的影响

祥龙管材管件的焊接工艺条件制定对塑料窗质量的影响较为明显，其窗出反映是成窗焊角部位强度优劣将直接影响成品窗质量。在组装成品窗的整个工艺过程中，必须严格制定和控制焊接工艺参数，保证成窗焊接质量。影响焊角强度的因素很多，除原料配方、异型材挤出工艺条件外，在组装技术中主要是焊接熔融温度、焊接熔融时间、对接压力和焊接冷却时间等。 ①焊接工艺条件 对于PVC/CPE体系和PVC/ACR体系的型材焊接工艺条件控制如下： (1) 焊接熔融温度240℃－250℃； (2) 熔融时间25s－30s（型材截面越大所需时间越长）； (3) 夹紧压力3－6bar； (4) 焊接压力3bar； (5) 对接时间30－40s。 熔融的过程受两种因素控制，即：时间——它能使接头冷却并定型；压力——型材之间是靠它连接的，如果压力太大，接口就会被挤出接头处，而压力太小，材料内部则不能很好地熔合。在熔化过程中，材料受到设定的压力“挤压”，而后准确地达到所要求的尺寸。 成功的焊接工艺，焊接后焊渣呈乳白色开裂状。如果焊渣呈现黄色或棕色，则意味着材料已局部分解，或因温度较高，或因熔融时间较长，或因配方不当，均不允许。 焊接结束后的窗框应坚直码放，焊角应在无载荷的情况下存放3-10分钟，以防局部未冷产生的塌陷以及随意堆放造成的角部变形。 清理焊渣（清角） 在窗框、扇框焊接时，熔融部分对接时部分熔物被挤出，冷却后在焊缝处形成一凸起，即成为所谓焊渣。焊渣的存在不仅影响外观，也影响下道工序的操作和窗的使用功能。因此，要进行焊渣清理即清角。 对焊好的窗框、扇框清角工作不要焊接后立即清理，最少应在焊接完毕3-10min后进行，以免因局部未冷却产生塌陷。焊接后的窗框应竖直码放，焊角部位应在无负荷的情况下存放。 外角清理，可用市场上提供的自动清角机进行清理，清角机除了清理外角焊渣外，还可以在窗角正、反两面均刮出一个浅槽，槽宽3mm，深度不超过0.3mm，使之看不出焊缝。如果焊渣用手工清除如扁铲或铣刀，但清除时应注意不要划伤表面，粗清后用电动磨片处理，最后用毛毡磨光，用羊皮抛光。磨光处理尽量控制在较小范围内，并注意研磨面温度不能太高，以避免影响塑料表面的颜色。 对不能使用清角机的内外角清理，按照型材截面配备专用的铣刀等或扁铲等工具清理。必须仔细清理装配密封条沟槽拐角处，以保证密封条在拐角处的嵌装牢度。对需要装玻璃的框、扇内角的焊渣要全部清理，以保证装配玻璃平整和压条能够卡紧，提高整窗密封性能。

六 玻璃的装配

1、 密封条的安装

首先，塑料窗在玻璃的安装上，打破了钉铁钉子、抹腻子的传统方法，而是采用玻璃压条挤压玻璃的办法，为了使玻璃牢固，而又不被挤破，在玻璃与玻璃压条之间，必须采用一个弹性元件。为了防止雨水及露水的渗漏，也需这样的元件，即玻璃密封条。其次，在塑料窗的开启方式上，例如平开窗与木窗平开窗也有区别，木窗是整个窗扇嵌入窗框内，而塑料窗的扇则是在窗框外部搭接，框扇之间由于铰链安装上的要求有较大的间隙，为了防风、防雨和防寒，在窗扇与窗框之间的缝隙处，也必须使用密封条。因此，弹性密封条在塑料窗中起了水密、气密及节能的重要作用，是塑料窗应用中的一类必备的配套材料。 根据塑料窗和密封条的作用和使用要求，它必须具有足够的拉伸强度、良好的弹性、邵氏硬度（HA）为65~70耐温性好，在－40℃至50℃弹性不变，耐气候、耐臭氧、耐老化，其性能必须符合国家标准GB12002-89《塑料门窗用密封条》的规定。断面结构尺寸要与塑料窗型材匹配。 塑料平开窗用密封条一般有两种，一种是安装玻璃用的密封条，为了使其与玻璃贴紧，增加接触面积，防止雨水、风砂进入玻璃嵌槽，安装琉璃密封条常作锯齿状（简称K型条）。另一种是框扇间用的密封条，常作成空心或空心带尾的（简称O型条）。推拉窗用密封条也有两种，安装玻璃的密封条同平开窗，框扇间密封采用毛条。 密封条多用手工嵌装或用滚压法嵌装到异型材特设的嵌槽内，密封条装到窗的转角处不能剪断，防止收缩时拉断出现开口。框与扇用密封条嵌装时要多嵌约3%，以防收缩断口。手工装密封条时应特别注意：①密封条不允许拉延；②剪断时应留有长度收缩余量；③密封条的接口只允许有一个，而且在框或扇的上部，接口应用粘合剂粘。

2、 玻璃压条的安装

塑料窗采用干法镶嵌玻璃，即用附有弹性密封条的玻璃压条型材卡固玻璃，其安装方法如图。先在窗扇上嵌入弹性密封条，然后在装玻璃的型材槽内放底垫和玻璃垫块，放好玻璃后，再用固定玻璃的异型材（亦称玻璃压条型材）和密封条将玻璃固定。固定玻璃的异型材带有翼边密封条的一边与玻璃贴紧，带有卡脚的一边卡入窗扇框型材的嵌槽内，并在室内一侧。玻璃压条型材切割方式可采取45º、90º角切割，分别在玻璃压条两端对玻璃压条脚作45º角切割和压条嵌脚切割，再将玻璃封条嵌入压条的凹槽内，并用密封条专用剪修齐。卡固玻璃时拐角处必须挤压得非常紧密，沿长边卡固时，不得有外凸现象。先装短的玻璃压条，再将长的玻璃压条嵌入压条槽内，用橡皮锤轻敲。

3、 玻璃垫块的安装

, 将玻璃装在窗的扇框上时，玻璃板尺寸要比内框小3-4mm，才能将玻璃顺利地装入扇框, ，这就在玻璃与扇框之间留下了自由间隙。由于PVC塑料异型材材质刚度较小，窗框在玻璃荷载下往往发生自由端下垂现象（下缝隙比上缝隙小），玻璃的重量压在下框上，影响了窗扇正常开关。玻璃越厚，窗扇面积越大，这种下垂就越严重，必须予以重视。解决的方法之一是在窗扇安装玻璃的沟槽内适当位置安装玻璃垫块，将玻璃重分布到窗框铰链上，由窗框持续调节保证窗扇开差功能。 (1) 垫块的作用 (2) 将玻璃重量分配到窗框上 (3) 确保窗扇开启灵活； (4) 避免玻璃与扇框直接接触。 加玻璃垫块是保证塑料窗质量、作用功能和使用寿命的必要措施，在实际生产中不应忽视和省略，必须注意承重垫块和定位垫块安装位置和数量。 (5) 垫块材料 玻璃垫块的材质必须选用具有防腐蚀不腐烂的硬质塑料或邵氏硬底D为70-90的橡胶板，不可以因受负荷变形。实践证明，玻璃块采取硬PVC垫块，具有防腐、不变形的特点。 (6) 垫块的尺寸 玻璃块的宽度尺寸应比玻璃厚度宽2mm，长度为80~100mm，厚度一般为3~4mm。垫块装配位置距外侧拐角100mm，采用PVC粘接剂预先将垫块粘接固定在型材凹槽内，防止位移。琉璃宽度超过1m时，要放两个80mm长的承重垫块于转轴上，使外缘承重。独立的玻璃角部都必须设有定位垫块，定位垫块也要粘接固定防止滑。

七 五金配件的选择与安装

五金配件是塑料门窗结构的关键性零配件，它的好坏直接关系到塑料门窗的使用性能和寿命。在设计和选择五金配件时必须具有能承受窗扇自重和开启频繁的功能，同时还要考虑安全牢固、美观、耐腐蚀，保证窗扇关闭时的密封性能。五金配件的结构要适合于塑料窗的结构和开启方式。塑料窗应用最广泛的开启方式是平开窗和推拉窗，少数为平开下悬窗。所有的平开、翻转、升降和推拉窗等都是利用不同形式的五金零配件来实现的。

1、 五金配件的种类和材料

塑料窗用五金配件的种类很多，有铰链（插接型、插孔型、普通型和四连杆、五连杆型）、执手（单点锁紧、双点锁紧及多点锁贤和联动执手）、滑动定窗器、锁式扣手（用于推拉窗）、扣勾（用于纱窗）、旋轴及开关器（用于旋转窗）等。选用五金配件必须适合于塑料窗的结构要求和具备腐蚀耐久性，铰链在结构和材质的设计，应该能承受最大扇重和短暂最大风荷。五金配件和用来固定五金配件的螺钉必须是表面经防锈防腐或镀铬处理的。执手和门拉手应该经过铝阳氧化处理。

2、 五金配件的安装位置及数量

(1) 铰链：塑料窗铰链数量应根据窗扇的大小、窗扇的开向（向开、外开）、玻璃厚度及层数、窗户使用地区的风力情况、建筑物高度等来确定每扇窗扇所用窗铰链的数量。

(2) 执手的数量和联动执手:执手一般装在窗扇中间，距离地面约1.5m处。当窗扇高度〈800mm时装一个执手；窗扇高度〉800mm时必须装2个执手，位置在窗扇上下端1/4处。但是装两个执手带来的问题是，当窗户安装位置较高或很大的窗扇，个子矮的人就够不着上面的执手，因此应采用联动执手，实现多点锁紧。

(3) 定窗器(亦称窗撑挡)，用于固定开启后的窗扇。一般安装在平开窗的窗扇底部与外框上。安装位置应能使窗记开启角度大于90o,旋窗开启角度大于60o。

(4) 推拉窗锁式扣手：推拉窗常用的锁闭材料，只能在室内一侧开启或关闭，建议安装在推拉扇高度的中点。

(5) 用于推拉窗扇的底部，使窗扇具有左右平移的功能。一般安装在距拐角十公分处。每扇窗扇下至少安装两个滑轮，当扇的重量超过滑轮的承受能力时，可增加滑轮数量或更换滑轮的种类。

3、 五金配件的固定

塑料窗五金配件的固定不同于木窗，由于木窗是实体型材，五金配件用木螺钉固定，其铆固力较高。塑料窗则是壁厚为2-3mm的空腔型材，使用一般的木螺钉就不行了，必须采用自攻螺钉或接铆钉。对承载的五金配件（铰链、支撑等），原则上五金配件需固定在插入的增强衬钢上。无增强部分，则螺钉至少要穿过塑料型材的两层壁厚，其原因之一是固定铰链的螺钉要受到两种力的作用，一种是水平方向的拔出力，另一种是垂直方向的剪切力。实验表明，塑料异型材抗剪切的应力要比拔出的应力大。故通常用螺钉的握裹力或拔出强度作为螺钉的铆固程度。螺钉的拔出强度与型材壁厚、螺钉的直径及有否加强衬筋有关。型材的壁越厚，螺钉直径越大，则拔出强度越高，螺钉固定在型材加强衬筋上拔出强度比不加衬筋的型材的拔出强度高3倍左右。对承载小的五金配件，可考虑不加增强筋，这是由于型材内壁对螺钉构成一个平衡性力矩，从而有力地防止了螺钉与型材连接处受剪切力的破坏，相应地提高了拔出强度的缘故。当螺钉直径不变与单层型材壁联接，随温度升高，螺钉的握裹力下降，若螺钉穿过型材两层壁，当外层受温度影响而内层型材不受温度影响，所以双层型材有利于螺钉的固定。