專利名稱：鋁塑復合型材的焊接工藝及設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋁塑復合型材的焊接工藝及設備。
背景技術：
建筑門窗的第四代產品PVC型材以它不可替代的優(yōu)點(保溫、隔音、防腐等)較好地替代了其它門窗型材，由于它的節(jié)能、價廉、不占用稀有資源等綜合優(yōu)勢，它的使用得到了各國國家政府的強力支持。但是，PVC型材相對于其它材料有著色困難、剛性差等缺點，限制了其使用。為克服此缺點，現(xiàn)今市場上出現(xiàn)了多種鋁塑復合型材，克服單一型材的弱點，力圖達到合理完美的結合。綜合市場上所能見到的鋁塑復合型材我們分析還有不成熟的地方。例如1.斷橋鋁設計者用高分子材料將鋁材隔開，從而達到斷絕溫度傳導的目的，但實際效果不理想，斷橋部分間隙過小，強烈的空氣對流不折不扣的完成了溫度的傳導工作。并且鋁材占材料的主要成分，材料成本偏高。
2.半塑半鋁型材，由于鋁、塑兩種材料的熱膨脹系數相差懸殊，結合面容易松動，而且連接五金件非常困難，保溫隔熱效果雖然進了一步，但較之PVC型材還是大大的退了一步，并且，含鋁量還是過高，從而帶來成本偏高。
3.鎧鋁復合型材因鋁、塑材質熱膨脹系數不同，結合面容易松動，成窗工藝采用螺釘連接，以塑料為主體的材料采用螺釘連接恰恰突出塑料的弱點，角強度很難保證。
4.最重要的是以上三種型材為代表的鋁塑復合型材都存在一個共同的缺點，就是在成窗工藝上無法實現(xiàn)焊接，這樣就很難實現(xiàn)批量工業(yè)化生產，并且角強度難以保證，破壞了成窗后的密封性，降低了K值，成窗質量上人為因素大，質量難以控制。而鋁塑復合型材在成窗工藝上實現(xiàn)焊接，是現(xiàn)有技術尚未解決的難題。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種鋁塑復合型材的焊接工藝及設備，它較好地解決了鋁、塑復合門窗的焊接難題，焊接后塑料型材焊縫牢固，焊接拐角接頭的角強度高，密封性好，鋁型材接縫處接頭整齊，塑料焊肉不外露，焊接后外形美觀，適于工業(yè)化生產。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種鋁塑復合型材的焊接工藝，該鋁塑復合型材是在以塑料型材為主體的基體上，于其外露部分鑲嵌有鋁質型材裝飾面而構成，其特征在于該焊接工藝至少包括以下工序(1)在鋁塑型材端頭按需要的長度及角度下料，切出焊接結合面，該長度有沿焊接結合面的加長段，該加長段與焊接時因塑料型材熔融而縮小的長度相應；(2)在鋁塑型材的焊接結合面上，沿覆蓋塑料型材的鋁質型材的邊緣切去所述加長段部分，該切除長度及深度形成容納焊肉的空間，該焊肉是在塑料型材焊接時因塑料沿焊接結合面熔融產生的；(3)將塑料型材在接頭結合面處對接焊成一體，鋁質型材的接頭結合面對齊。
所述焊接工序(2)在鋁塑型材的接頭結合面上為形成容納焊肉的空間而將鋁質型材端面切除的寬度及深度各在2-4mm之間。
在上述焊接工序(3)中，所述鋁質型材的接頭結合面對齊處可以是嚴縫對齊或有縫對齊。
在所述焊接工序(1)下料之前還有一前置工序，該工序是預先將待焊接的鋁塑復合型材使用滾壓設備進行滾壓合成，使塑料型材和鋁質型材牢固地結合為一體，該滾壓設備的構造，是以左、右、下三排滾子分別對塑料型材的左、右、下三個側面進行限位，以在彈簧壓力作用下的上排滾子對鋁質型材上表面實現(xiàn)彈性限位，以可旋轉的修復滾子對鋁質型材折彎外表面實現(xiàn)全面修復合成。
所述焊接工序(2)在鋁塑型材的接頭結合面上為形成容納焊肉的空間而將鋁質型材端部切除的寬度及深度各在2-4mm之間。
在所述前置工序的滾壓修復工序的料架上，于滾壓工序之前，工件流經裝有涂膠裝置的導軌，然后進入滾壓機。
一種鋁塑復合型材焊接工藝使用的專用切割機，該設備是為在上述工序(2)中加工鋁質型材端頭以形成容納焊接時塑料熔融產生焊肉的空間而使用的仿型切割機，該仿型切割機的結構為鋁塑型材定位卡緊在機身上，在該機身上裝有移動工作臺，該移動工作臺上裝有由高速電機驅動的銑刀，該移動工作臺有靠模觸頭抵靠于靠模，該靠模的形狀與鋁塑型材要除去的為容納塑料熔融產生的焊肉所需空間的形狀相應，在該靠模觸頭抵觸靠模的同時，所述銑刀接觸卡固在機身上的待銑切塑料型材的相應部分；該移動工作臺由兩支導柱定位及導向，由一支絲杠傳動而沿X座標軸方向移動，該絲杠由X軸橫向進給電機驅動；所述橫向進給電機連同移動工作臺裝在兩組可動板上，該二組可動板各裝在Y座標軸方向的Y軸導柱上，該二Y軸導柱各由Y軸靠模汽缸驅動。
本發(fā)明有以下積極有益的效果1.本發(fā)明的焊接工藝較好地解決了外鋁內塑復合門窗的焊接難題，焊接后塑料型材焊縫牢固，焊接拐角接頭處角強度高，密封性好，外層鋁質型材接縫處接頭整齊、塑料焊肉不外露，焊接后外形美觀。
2.本發(fā)明的焊接工藝中使用了專用設備仿形切割機，結構簡單，精度高，成本低。
3.本發(fā)明以焊接工藝連接鋁塑型材，克服了已有技術采用螺釘連接的成窗工藝存在的結合面易松動，角強度低，密封性低等眾多缺點，焊接連接效果顯著優(yōu)于螺釘連接。
4.本發(fā)明的焊接工藝設備組成的生產線機構簡單、生產效率高，用人少，作業(yè)成本低。
5.本發(fā)明的焊接工藝適用于建筑材料領域的各種鋁塑復合型材，鋼塑復合型材等，可用于門、窗、柜臺、家具等，適用范圍廣泛。


圖1是本發(fā)明的一種鋁塑復合型材實施例的焊接面的橫截面結構示意圖；圖2示圖1的鋁塑復合型材固卡在加工臺上；圖3是本發(fā)明焊接工藝中使用的仿形切割機及靠模機構的結構示意圖；圖4是圖3中仿形切割機的銑刀結構示意圖；圖5是圖4中仿形銑刀的運動軌跡實施例；圖6是本發(fā)明焊接工藝中使用的滾壓修復機械的結構示意圖；圖7是圖6的A-A局部剖視圖，顯示機械修復滾的結構詳圖。
具體實施例方式
附圖編號1.鋁塑復合型材101.塑料型材 102.鋁質型材 103.(焊接)接頭結合面104.加長段105.焊肉 106.鋁質型材的斜置表面107.(放焊肉的)切削軌跡108.非焊接面109.X座標軸向110.Y坐標軸向2.滾壓設備201.左排滾子 202.右排滾子 203.下排滾子204.彈簧 205.上排滾子 206.修復滾子
3.滾壓修復工序的料架301.涂膠裝置302.導軌 303.行程開關4.仿型切割機401.移動工作臺 402.銑刀 403高速電機404.靠模觸頭405.靠模 406.導柱407.絲杠408.橫向進給電機 409.可動板410.導柱411.靠模氣缸5.機身 501.卡固件本發(fā)明是一種鋁塑復合型材的焊接工藝及設備，所述鋁塑復合型材1是在以塑料型材101為主體的基體上，于其外露部分鑲嵌有鋁質型材102裝飾面而構成見圖1。
該鋁塑復合型材的焊接工藝至少包括以下工序(1)在鋁塑型材1的端頭按需要的長度及角度下料，切出焊接結合面103，該長度有沿焊接結合面的加長段104，該加長段104與焊接時因塑料型材101熔融而縮小的長度相應，見圖4、圖5。
(2)在鋁塑型材1的焊接結合面103上，沿復蓋塑料型材101的鋁質型材102的邊緣切去所述加長段104部分，該切除長度及深度形成容納焊肉105的空間，該焊肉105是在塑料型材101焊接時因塑料沿焊接結合面熔融產生的，見圖1、圖5。
(3)將塑料型材101在接頭處對接焊成一體，鋁質型材102的接頭結合面對齊。
所述焊接工序(2)在鋁塑型材1的接頭結合面103上為形成容納焊肉105的空間而將鋁質型材102端面切除的寬度及深度各在2-4mm之間。
在焊接工序(3)中所述鋁質型材102的接頭結合面對齊處可以是嚴縫對齊或有縫對齊。
實施時，在所述焊接工序(1)下料之前還有一前置工序，該工序是預先將待焊接的鋁塑復合型材1使用滾壓設備2進行滾壓合成，使塑料型材101和鋁質型材102牢固地結合為一體，該滾壓設備2的構造，是以左、右、下三排滾子201、202、203分別對塑料型材101的左、右、下三個側面進行限位，以在彈簧204壓力作用下的上排滾子205對鋁質型材102上表面實現(xiàn)彈性限位，以可旋轉的修復滾子206對鋁質型材斜置、折彎外表面106實現(xiàn)全面修復合成，見圖7。
在實施所述前置工序的滾壓修復工序的料架上3，于滾壓工序之前，工件流經裝有涂膠裝置301的導軌302，然后進入滾壓機。該導軌上設有行程開關303，見圖6。
請參照圖3、圖4、圖5，本發(fā)明還包括一種鋁塑復合型材焊接工藝使用的專用切割機，該設備是為在上述工序(2)中加工鋁質型材101端頭以形成容納焊接時塑料熔融產生焊肉105的空間而使用的仿型切割機4，該仿型切割機4的結構為鋁塑型材1以卡固件501定位卡緊在機身5上見圖2，在該機身上裝有移動工作臺401，該移動工作臺401上裝有由高速電機403驅動的銑刀402，該移動工作臺401有靠模觸頭404抵靠于靠模405，該靠模405的形狀與鋁塑型材102要除去的為容納塑料熔融產生的焊肉105所需的空間的形狀相應，在該靠模觸頭404抵觸靠模405的同時，所述銑刀接觸卡固在機身上的待銑切塑料型材102的相應部分；該移動工作臺401由兩支導柱406定位及導向，由一支絲杠407傳動而沿X座標軸方向移動，該絲杠407由X軸橫向進給電機408驅動；所述橫向進給電機408連同移動工作臺401裝在兩組可動板409上，該二組可動板409各裝在Y座標軸方向的Y軸導柱410上，該二Y軸導柱410各由Y軸靠模汽缸411驅動。
本發(fā)明的工作原理可焊性多腔鋁塑復合型材技術是一套系統(tǒng)技術，它是由以下三個方面來實現(xiàn)的1.型材斷面設計鋁塑復合型材的斷面設計必須為鋁塑復合型材的可焊性提供先決條件。換言之，鋁塑復合型材之所以可焊，其主要原因之一是因為鋁塑復合后的斷面為其可焊提供了必要條件，這些條件是(1)型材斷面必須具備可切削性，為仿型切削創(chuàng)造可行條件。
(2)型材斷面必須具備切削后的可焊性，為切削后的斷面焊接創(chuàng)造可行條件，即焊接后焊肉形狀及位置要躲開非焊接面的形狀及位置，使其焊肉在焊接過程中不會阻礙非焊接面的接合。
2.專用設備“仿型切割機”的設計成功。
“仿型切割機”是鋁塑復合型材焊接工藝中的一個關鍵設備，沒有仿型切割機的設計成功，鋁塑復合型材的可焊性也就無從談起，鋁塑復合型材的可焊性，主要是指塑料的焊接，對于鋁的要求只需要配合嚴密即可。但是，兩種材料是復合在一起的，一種材料要求焊接，而另一種材料又不要求焊接，但焊后兩種材料必須在同一平面且要求結合嚴密，這就是仿型切割機的任務，即在焊接前、鋁塑復合型材下料后(按圖紙給定的長度及焊口角度)要在焊口部分沿焊接平面按型材斷面輪廓距焊接平面3mm處，按焊接角度精確的將鋁材部分切割掉。露出焊接部分。完成此項工作后即為鋁塑復合型材的可焊提供了充分必要條件。
一項技術的實現(xiàn)是很難獨立完成的，它是需要相關行業(yè)技術的支持的，一套合理的工藝方法的發(fā)明同樣要考慮到配套技術的可行性。我們這臺“仿型切割機”只需通用設計和普通機械制造即可實現(xiàn)。從靠模仿型銑原理圖中可以看出(1).加工精度容易實現(xiàn)銑削加工本身就比普通鋸削加工精度要高，無論是角度精度還是切削面表面精度都很容易實現(xiàn)。加工精度上可以完全滿足焊接前的下料精度要求。
(2).加工軌跡容易實現(xiàn)從圖中可以看出仿型軌跡只需X軸和Y軸的合成運動即可實現(xiàn)，而這在機械設計中是比較容易實現(xiàn)的，靠模機構示意圖只是實現(xiàn)這種運動的機構之一。還可以用好多方法。
從軌跡控制上來講，靠模仿型只是多種控制軌跡的方法之一，數控、編程等成型技術可輕松完成此項功能，但其他設備成本較高。
3.對傳統(tǒng)塑料焊機的改造有了仿型銑設備即可按要求完成焊接前的準備工作，但是，如何使焊接后的焊接平面與非焊接平面精確的處于同一平面呢？這需要對傳統(tǒng)塑料焊機進行一個小手術即去掉普通焊機的三次限位裝置，用非焊接材料代替三次限位的硬擋，這樣就可保證鋁塑復合型材在焊后兩種材料準確的處于同一平面了，而改造后的焊機為雙用焊機，焊普通塑料型材時，只需在下壓鉗板上加裝一擋塊即可。
有了以上三個方面的實現(xiàn)，就可以實現(xiàn)鋁塑復合型材的可焊接性了，至于焊接工藝全過程只需在普通塑料型材的焊接工藝過程中加入一項端面仿型銑工序即可。因此對焊接工藝全過程不再描述。
鋁塑復合技術也是可焊鋁塑復合技術的重要組成部分之一，但在設備上它是一項成熟技術，我們使用了該技術的一部分，而是設計出了專用設備。
權利要求
1.一種鋁塑復合型材的焊接工藝，該鋁塑復合型材是在以塑料型材為主體的基體上，于其外露部分鑲嵌有鋁質型材裝飾面而構成，其特征在于該焊接工藝至少包括以下工序(1)在鋁塑型材端頭按需要的長度及角度下料，切出焊接結合面，該長度有沿焊接結合面的加長段，該加長段與焊接時因塑料型材熔融而縮小的長度相應；(2)在鋁塑型材的焊接結合面上，沿覆蓋塑料型材的鋁質型材的邊緣切去所述加長段部分，該切除長度及深度形成容納焊肉的空間，該焊肉是在塑料型材焊接時因塑料沿焊接結合面熔融產生的；(3)將塑料型材在接頭結合面處對接焊成一體，鋁質型材的接頭結合面對齊。
2.如權利要求1所述的鋁塑復合型材的焊接工藝，其特征在于所述焊接工序(2)在鋁塑型材的接頭結合面上為形成容納焊肉的空間而將鋁質型材端面切除的寬度及深度各在24mm之間。
3.如權利要求1所述的鋁塑復合型材的焊接工藝，其特征在于在上述焊接工序(3)中，所述鋁質型材的接頭結合面對齊處可以是嚴縫對齊或有縫對齊。
4.如權利要求1所述的鋁塑復合型材的焊接工藝，其特征在于在所述焊接工序(1)下料之前還有一前置工序，該工序是預先將待焊接的鋁塑復合型材使用滾壓設備進行滾壓合成，使塑料型材和鋁質型材牢固地結合為一體，該滾壓設備的構造，是以左、右、下三排滾子分別對塑料型材的左、右、下三個側面進行限位，以在彈簧壓力作用下的上排滾子對鋁質型材上表面實現(xiàn)彈性限位，以可旋轉的修復滾子對鋁質型材折彎外表面實現(xiàn)全面修復合成。
5.如權利要求1所述的鋁塑復合型材的焊接工藝，其特征在于所述焊接工序(2)在鋁塑型材的接頭結合面上為形成容納焊肉的空間而將鋁質型材端部切除的寬度及深度各在2-4mm之間。
6.如權利要求5所述的鋁塑復合門窗型材的焊接工藝，其特征在于在所述前置工序的滾壓修復工序的料架上，于滾壓工序之前，工件流經裝有涂膠裝置的導軌，然后進入滾壓機。
7.一種鋁塑復合型材焊接工藝使用的專用切割機，該設備是為在上述工序(2)中加工鋁質型材端頭以形成容納焊接時塑料熔融產生焊肉的空間而使用的仿型切割機，其特征在于該仿型切割機的結構為鋁塑型材定位卡緊在機身上，在該機身上裝有移動工作臺，該移動工作臺上裝有由高速電機驅動的銑刀，該移動工作臺有靠模觸頭抵靠于靠模，該靠模的形狀與鋁塑型材要除去的為容納塑料熔融產生的焊肉所需空間的形狀相應，在該靠模觸頭抵觸靠模的同時，所述銑刀接觸卡固在機身上的待銑切塑料型材的相應部分；該移動工作臺由兩支導柱定位及導向，由一支絲杠傳動而沿X座標軸方向移動，該絲杠由X軸橫向進給電機驅動；所述橫向進給電機連同移動工作臺裝在兩組可動板上，該二組可動板各裝在Y座標軸方向的Y軸導柱上，該二Y軸導柱各由Y軸靠模汽缸驅動。
全文摘要
一種鋁塑復合型材的焊接工藝及設備，該焊接工藝至少包括以下工序(1)在鋁塑型材端頭按需要的長度及角度下料，切出焊接結合面，該長度有沿焊接結合面的加長段，該加長段與焊接時因塑料型材熔融而縮小的長度相應；(2)在鋁塑型材的焊接結合面上，沿覆蓋塑料型材的鋁質型材的邊緣切去所述加長段部分，該切除長度及深度形成容納焊肉的空間，該焊肉是在塑料型材焊接時因塑料沿焊接結合面熔融產生的；(3)將塑料型材在接頭結合面處對接焊成一體，鋁質型材的接頭結合面對齊。本發(fā)明較好地解決了鋁塑復合型材的焊接難題，焊接后塑料型材焊縫牢固，焊接拐角接頭的角強度高，密封性好，鋁型材接縫處接頭整齊，塑料焊肉不外露，焊接后外形美觀，適于工業(yè)化生產。
文檔編號B23C3/28GK1559788SQ200410004499
公開日2005年1月5日 申請日期2004年2月27日 優(yōu)先權日2004年2月27日
發(fā)明者顧曉林, 崔興征 申請人:崔興征