塑料门窗是国家重点推广的节能门窗产品之一,而焊接加工是塑料门窗加工过程中十分重要的一环,其加工的质量与效率对焊接角强度有着非常重要的影响。影响塑钢门窗焊接质量的因素中,焊接参数对焊接质量的影响比较明显。焊接参数的合理设置可以很大程度上影响焊接质量。然而,目前塑窗焊机行业,普遍缺少对焊接参数的系统研究,塑窗焊接的加工水平也因此收到了一定的限制。本文在总结国内外塑窗焊接研究以及焊接原理的文献的基础上,根据塑窗焊接机的焊接原理以及PVC型材特有的热力学特性,通过数值模拟仿真的方法,采用三维建模技术,建立焊机焊接部分的三维模型。根据焊接的实际工况,建立一个正交的分析模型,使用有限元分析软件ANSYS对型材加热过程进行仿真模拟,得到了不同焊接参数下焊接的温度场及最大应力场,并通过数理统计的方法,对仿真所得的最大应力结果进行分析处理,提出了一组优化的焊接参数。采用角强度实验的方法,得到不同参数下焊接的角强度,通过对所得的内应力及角强度实验值进行对比,验证了有限元仿真所提出的焊接优化参数的可行性,为企业以后进行焊接提供了数据支持。在生产实践中,在低温环境下进行焊接,容易出现型材开裂的现象。环境温度的降低会在很大程度上影响型材的焊接质量。本文结合生产实践过程中所出现的问题研究了环境温度对焊接角强度的影响规律。对型材在常温和低温下加热过程中的温度场与应力场进行了有限元仿真模拟,获得了焊接接头处温度场与应力场分布状况,验证了低温对型材焊接的影响。通过借鉴焊板内通过电阻丝加热的原理,提出了压钳加热的优化方式,对不同加热温度下型材接头进行仿真模拟,对得出的不同温度下型材的最大应力进行比较,得到了比较合适的压钳加热温度,并通过实验,验证压钳加热方案的可行性。焊接后要做的是要清除焊接所形成的焊瘤。论文提出了一种可以自动切除焊瘤的新结构,该结构可以自动的对焊接所产生的焊瘤进行切除,节约人工的同时使得焊接端面更加美观。同时分析了此种焊接结构对型材角强度的影响,并提出改进措施。
