1 Descripción general
El proceso de producción de perfiles roscados para aislamiento térmico es relativamente complejo, y el proceso de roscado y laminado es relativamente lento. Los productos semiacabados que se incorporan a este proceso se completan gracias al arduo trabajo de muchos empleados en las etapas iniciales del proceso. La aparición de residuos en el proceso de rayado compuesto puede causar pérdidas económicas considerables, lo que conlleva la pérdida de una gran cantidad de mano de obra previa, generando un gran desperdicio.
Durante la producción de perfiles roscados para aislamiento térmico, estos suelen desecharse debido a diversos factores. La principal causa de este descarte es el agrietamiento de las muescas de la tira aislante. Existen diversas razones para este agrietamiento. En este artículo, nos centramos principalmente en la identificación de defectos como la contracción y la estratificación causados por el proceso de extrusión, que provocan el agrietamiento de las muescas de los perfiles de aislamiento térmico de aleación de aluminio durante el roscado y la laminación. Para solucionar este problema, mejoramos el molde y otros métodos.
2 Fenómenos problemáticos
Durante el proceso de producción de perfiles roscados de aislamiento térmico compuestos, se observó una repentina aparición de grietas en las muescas de aislamiento térmico. Tras la comprobación, se observó un patrón de grietas. Todas las grietas se presentan en el extremo de un modelo determinado, con la misma longitud. Se encuentran dentro de un rango determinado (20-40 cm desde el extremo), y se normalizan tras un período de agrietamiento. Las imágenes posteriores al agrietamiento se muestran en las Figuras 1 y 2.
3. Detección de problemas
1) Primero, clasifique los perfiles problemáticos y guárdelos juntos. Analice el fenómeno de agrietamiento uno por uno y descubra sus puntos en común y sus diferencias. Tras un seguimiento repetido, el fenómeno de agrietamiento sigue un patrón definido. Todos se agrietan al final de un mismo modelo. La forma del modelo agrietado es una pieza común de material sin cavidad, y la longitud de la grieta se encuentra dentro de un rango determinado. A una distancia de 20 a 40 cm del final, volverá a la normalidad tras un tiempo de agrietamiento.
2) A partir de la tarjeta de seguimiento de producción de este lote de perfiles, podemos averiguar el número de molde utilizado en la producción de este tipo, durante la producción, se prueba el tamaño geométrico de la muesca de este modelo y el tamaño geométrico de la tira de aislamiento térmico, las propiedades mecánicas del perfil y la dureza de la superficie están dentro de un rango razonable.
3) Durante el proceso de producción de compuestos, se monitorearon los parámetros y las operaciones de producción. No se detectaron anomalías, pero sí grietas durante la producción del lote de perfiles.
4) Tras comprobar la fractura en la grieta, se encontraron estructuras discontinuas. Se cree que la causa de este fenómeno podría ser defectos de extrusión causados por el proceso de extrusión.
5) Del fenómeno anterior, se desprende que la causa del agrietamiento no es la dureza del perfil ni el proceso de fabricación del compuesto, sino que inicialmente se determinó que se debía a defectos de extrusión. Para verificar con mayor precisión la causa del problema, se realizaron las siguientes pruebas.
6) Utilice el mismo conjunto de moldes para realizar pruebas en máquinas de diferente tonelaje con diferentes velocidades de extrusión. Utilice una máquina de 600 toneladas y una máquina de 800 toneladas para realizar la prueba respectivamente. Marque la cabeza y la cola del material por separado y empáquelas en cestas. La dureza después del envejecimiento a 10-12 HW. El método de corrosión en agua alcalina se utilizó para probar el perfil en la cabeza y la cola del material. Se encontró que la cola del material tenía fenómenos de contracción y estratificación. Se determinó que la causa del agrietamiento fue causada por la contracción y la estratificación. Las imágenes después del grabado alcalino se muestran en las Figuras 2 y 3. Se realizaron pruebas compuestas en este lote de perfiles para verificar el fenómeno de agrietamiento. Los datos de prueba se muestran en la Tabla 1.
Figuras 2 y 3
Tabla 1
7) De los datos de la tabla anterior, se observa que no se observan grietas en la cabeza del material, y la proporción de grietas en la cola es la mayor. La causa de las grietas tiene poca relación con el tamaño y la velocidad de la máquina. La proporción de grietas en la cola es la mayor, lo cual está directamente relacionado con la longitud de corte de dicha cola. Tras remojar la parte agrietada en agua alcalina y analizarla, se observarán grietas en la cola y estratificación. Una vez cortadas las partes de la cola y estratificación, no se observarán grietas.
4 Métodos de resolución de problemas y medidas preventivas
1) Para reducir el agrietamiento por entalla causado por este motivo, mejorar el rendimiento y reducir el desperdicio, se implementan las siguientes medidas para el control de producción. Esta solución es adecuada para otros modelos similares, donde la matriz de extrusión es plana. La contracción y la estratificación que se producen durante la extrusión pueden causar problemas de calidad, como el agrietamiento de las entallas finales durante el compuesto.
2) Al aceptar el molde, controle estrictamente el tamaño de la muesca; utilice una sola pieza de material para hacer un molde integral, agregue cámaras de soldadura dobles al molde o abra un molde dividido falso para reducir el impacto en la calidad de la contracción y la estratificación en el producto terminado.
3) Durante la extrusión, la superficie de la varilla de aluminio debe estar limpia y libre de polvo, aceite y otros contaminantes. El proceso de extrusión debe adoptar un modo de extrusión de atenuación gradual. Esto puede reducir la velocidad de descarga al final de la extrusión y reducir la contracción y la estratificación.
4) Durante la producción de extrusión, se utiliza una extrusión a baja temperatura y alta velocidad, y la temperatura de la varilla de aluminio en la máquina se controla entre 460 y 480 °C. La temperatura del molde se controla a 470 ± 10 °C, la del cilindro de extrusión a aproximadamente 420 °C y la temperatura de salida de la extrusión a 490-525 °C. Tras la extrusión, se enciende el ventilador para enfriar. La longitud residual debe aumentarse en más de 5 mm de lo habitual.
5) Al producir este tipo de perfil, es mejor utilizar una máquina más grande para aumentar la fuerza de extrusión, mejorar el grado de fusión del metal y garantizar la densidad del material.
6) Durante la producción de extrusión, se debe preparar con antelación un cubo de agua alcalina. El operador cortará la cola del material para comprobar la longitud de la cola de contracción y la estratificación. Las rayas negras en la superficie grabada con álcali indican que se ha producido la cola de contracción y la estratificación. Tras un nuevo corte, hasta que la sección transversal esté brillante y sin rayas negras, revise de 3 a 5 varillas de aluminio para ver los cambios de longitud tras la cola de contracción y la estratificación. Para evitar que la cola de contracción y la estratificación se extiendan a los productos perfilados, se añaden 20 cm según la longitud más larga, se determina la longitud de corte de la cola del juego de moldes, se corta la parte problemática y se comienza a cortar el producto terminado. Durante la operación, la cabeza y la cola del material se pueden cortar de forma escalonada y flexible, pero no se deben expulsar defectos al producto perfilado. Supervisado e inspeccionado por el control de calidad de la máquina. Si la longitud de la cola de contracción y la estratificación afectan al rendimiento, retire el molde a tiempo y córtelo hasta que se normalice antes de poder comenzar la producción normal.
5 Resumen
1) Se probaron varios lotes de perfiles de tiras termoaislantes producidos mediante los métodos mencionados y no se observó ninguna fisuración por entalla similar. Los valores característicos de cizallamiento de todos los perfiles cumplieron con los requisitos de la norma nacional GB/T5237.6-2017, «Perfiles de construcción de aleación de aluminio n.º 6, parte: para perfiles aislantes».
2) Para evitar la aparición de este problema, se ha desarrollado un sistema de inspección diaria para abordar el problema a tiempo y realizar correcciones para evitar que los perfiles peligrosos fluyan al proceso compuesto y reducir el desperdicio en el proceso de producción.
3) Además de evitar el agrietamiento causado por defectos de extrusión, contracción de cola y estratificación, siempre debemos prestar atención al fenómeno de agrietamiento causado por factores como la geometría de la muesca, la dureza de la superficie y las propiedades mecánicas del material y los parámetros del proceso del proceso compuesto.
Editado por May Jiang de MAT Aluminum
Hora de publicación: 22 de junio de 2024
