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【中玻網】作為常用的安全玻璃的一種形式,鋼化玻璃有著不可比擬的優勢:它的強度是普通玻璃的4-5倍,抗折彎度是普通玻璃的3-5倍,抗沖擊強度是普通玻璃的5-10倍。另外,鋼化玻璃破壞也呈無銳角的小碎片,耐急冷急熱性質較之普通玻璃有2-3倍的提高,一般可承受150%以上的溫差變化,對防止熱炸裂有明顯的效果。
溫度控制是鋼化玻璃生產的核心部分,它對產品的質量有較其重要的影響。要想掌控鋼化玻璃的生產工藝,首先必須對溫控工藝有詳細的了解和掌握。物理鋼化玻璃的工藝過程可以簡單的概括為將玻璃加熱到一定的溫度,然后迅速冷卻,以增加玻璃的機械性能與熱穩定性。其原理是:將玻璃在加熱爐內加熱到低于軟化溫度,然后迅速送入冷卻裝置,用一定壓力的常溫氣流進行淬冷,玻璃外層首先收縮硬化,由于玻璃的導熱系數小,這時玻璃內部仍處于高溫狀態,等待玻璃內部開始硬化時,已經硬化的外層將阻止內層的收縮,從而使先硬化的外層產生壓應力,后硬化的內層產生張應力,正是由于玻璃表面的這種壓應力的存在,當外力作用于該表面時,首先必須抵消這部分壓應力,這就大大提高了玻璃的機械強度,因此,鋼化工藝的控制實際上也就是對加熱工藝和冷卻工藝的控制。下面筆者就結合自己的工作經驗,對其中關于加熱的相關問題進行淺顯的分析。
1、汽車鋼化玻璃幾種不同的加熱方式
因爐體結構、玻璃品種、玻璃升溫速度要求不同而需要采用一種為主或多種組合加熱方法。
1.1角窗玻璃加熱
生產角窗玻璃的加熱爐結構見圖1。爐體內上部、下部和側面均設置電熱絲,每組爐絲可單獨調節溫度,爐體分為三區,每區中間有隔斷,能夠單獨控溫保溫,升溫曲線如下圖4所示。爐腔的上部電熱絲用不銹鋼板覆蓋,增加輻射傳熱的均勻性,玻璃上表面輻射加熱,下表面胎框傳熱和輻射傳熱。因成型胎吸收部分熱能,下部溫度設定高于上部20-30℃。
1.2側窗玻璃加熱
生產側窗玻璃的加熱爐結構前后不同,該加熱爐分10個區。爐體內上部、下部、側面均設置電熱絲,上部增加軸流風機強制對流加熱玻璃,這種對流加熱方式的主要目的是使玻璃均勻受熱,同時減少陶瓷輥傳輸玻璃時產生的輥子印。各分區之間有隔斷,每個分區單獨設定、調節溫度,升溫曲線。因強制對流作用,爐上部的空氣向下吹造成上部的熱量流失,上部溫度設定比正常高20℃。
1.3后窗玻璃加熱
生產后窗玻璃的加熱爐見圖3。爐體上部呈半圓拱形,上部電熱絲按爐體形狀設置,底部電熱絲覆蓋不銹鋼板,由爐絲加熱鋼板,再由鋼板產生熱輻射加熱玻璃,與爐絲直接加熱相比,具有以下優點:①鋼板表面積大,其輻射遠比爐絲直接輻射加熱玻璃更均勻;②鋼板作為蓄能元件,里面儲存了巨大的能量,可以源源不斷地向玻璃提供其所需要的熱量,保證爐溫盡可能均勻、波動小;③加熱效率高,儲存熱量大。該爐的1區、2區各安裝2個強制對流器,加熱方式為輻射加熱加對流加熱,對流器主要是使爐內的溫度場更均勻,同側窗對流加熱直接作用于玻璃還有區別。如果采用的結構,不利于熱空氣的對流,因后窗面積非常大,同側窗玻璃一樣采用輥道方式傳輸玻璃。
2、加熱過程中快速達到玻璃鋼化溫度的注意事項
鋼化溫度對產品質量有重要的影響。鋼化時溫度不合適會對對鋼化玻璃的質量產生一系列的影響,如玻璃碎塊過大、玻璃彎曲、玻璃輥道痕、玻璃下表面白道、玻璃表面麻點、玻璃在冷卻時的破碎等。如何使玻璃快速達到要求的溫度,在加熱的過程中我們要注意三個方面的問題。
2.1避免電爐內某個區域的熱量消耗超過加熱效果
這就是要避免出現電爐的超負荷現象,這里所說的電爐超負荷不是指電爐里玻璃占有的面積,而是指玻璃厚度、加熱溫度與加熱時間的關系,在正常的操作情況下,在電爐中點加熱元件的加熱區域內,總有玻璃在吸熱,在電爐的這個區域內一直有玻璃存在,如果電爐內某個區域的熱消耗超過加熱效果,這個區域內的溫度就開始下降,一直下降到溫度平衡為止,所以電爐一旦出現超負荷現象,就會引起玻璃在冷卻段的破碎。
2.2厚度不同的汽車鋼化玻璃要求的加熱溫度不同
要鋼化的玻璃越薄,加熱的溫度就要越高,玻璃越厚,加熱的溫度就越低。操作人員要明白電爐溫度與加熱時間的相互關系以及電爐溫度對厚薄不同的玻璃變化值,所以在鋼化玻璃工藝方面,不能明確指出哪種溫度設定好,溫度的選擇在很大在程度上決定于原片玻璃的質量和操作人員所調整的工藝參數。在實際生產中對加熱溫度的調整,主要通過對加熱時間的調整來實現對加熱溫度的控制,加熱時間的基本的計算方法每一名操作人員都應當掌握。基本的計算方法時每毫米厚度的玻璃約為40-50秒,如果玻璃上有鉆孔、開洞、開槽,加熱時間要在此的基礎之上增加1.5%-2.5%。下面筆者舉一個控制爐溫的例子,來詮釋加熱溫度和加熱時間。
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