CN102658465A - 一种铝合金复合瓦楞板的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铝合金复合瓦楞板的制造方法，属于焊接制造技术领域。它解决了现有技术中复合瓦楞板抗老化性差、耐高温性差等技术问题。本发明制造方法如下：步骤一、准备铝合金薄板三卷，分别标记为面板、芯板和底板；步骤二、将面板、芯板和底板放置在生产线上拉直并水平向前输送，采用波纹板滚压机将芯板加工成连续的波纹状结构；步骤三、面板、芯板和底板压合并依次叠合形成复合瓦楞板；步骤四、利用激光焊接机将芯板波纹状结构的波峰部分和面板下表面相焊接固定，将波纹状结构的波谷部分和底板上表面相焊接固定；步骤五、将加工成形的复合瓦楞板输送至切割机处切割成品。本发明具有抗老化性能、耐高温性好等优点。
Description
技术领域
本发明属于焊接制造技术领域，涉及一种铝合金复合瓦楞板的制造方法。
背景技术
目前，以瓦楞结构为芯材的复合瓦楞板，由于具有平整度高、质地轻、粘结牢固、耐腐蚀、隔音隔热效果好等良好的使用性能，已经在建筑幕墙装饰材料领域得到越来越广泛的应用。
传统的复合瓦楞板是采用一种夹层结构，面板是经过氟碳辊涂处理的装饰铝合金板材，中间是高强度的瓦楞状的铝板芯材，面板，底板与瓦楞状的芯材经高温高压复合制造而成。
但是传统的复合瓦楞板由于采用粘结剂的方式加工，往往有一些不可克服的缺点，如容易老化、脱落，降低其使用寿命；耐高温性差；发生火灾时，易挥发有毒性气体，危害人体健康等，大大的影响了铝质瓦楞板的应用范围。
近年来，为了克服复合瓦楞板的缺点，进一步提高复合瓦楞板的性能，许多专家学者做了大量的研究工作。但是这些研究都只专注于粘结剂材料及配方、铝质瓦楞板的结构和生产工艺的改进等以提高其性能，并没有提出从本质上克服上述传统复合瓦楞板缺点的方法，因而复合瓦楞板在幕墙装饰材料领域的应用一直受到很大的局限。
发明内容
本发明的目的是针对现有的技术存在的上述问题，提供一种铝合金复合瓦楞板的制造方法，本发明所要解决的技术问题是提高复合瓦楞板的防老化性能。
本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种铝合金复合瓦楞板的制造方法，包括如下步骤：
步骤一、准备板料：准备铝合金薄板三卷，分别标记为面板、芯板和底板，其中面板的上表面为装饰面；
步骤二、拉直和滚压：将面板、芯板和底板放置在生产线上，以一定的线速度对上述三者开卷，分别用一个拉伸元件对上述三者导向和拉直，然后采用一个驱动机构对三者进行水平向前输送，在输送的过程中，采用波纹板滚压机对芯板进行滚压加工，使其形成连续的波纹状结构；
步骤三、压合：将面板、芯板和底板输送至一个压合机构，采用该压合机构对上述三者进行压合，使面板、芯板和底板依次叠合形成复合瓦楞板；
步骤四、激光焊接：在底板下方设置激光焊接机，将上述复合瓦楞板输送经过该激光焊接机，利用激光特性将芯板波纹状结构的波峰部分和面板下表面相焊接固定，将波纹状结构的波谷部分和底板上表面相焊接固定；
步骤五、成品切割：将复合瓦楞板继续向前输送至切割机处，采用切割机将复合瓦楞板焊接好的部分切割成相应的规格尺寸。
本复合瓦楞板的制造方法包括上述步骤，在步骤一中准备铝合金薄板3卷，在步骤二中将芯板加工成波纹板，在步骤三中压合，在步骤四中将芯板的波峰、波谷分别和面板的下表面（即非涂层面）、底板的上表面焊接在一起，然后在步骤五中切割成品。本制造方法采用焊接方式为激光焊接，将芯板的波峰和波谷分别与面板的下表面、底板的上表面焊接在一起，其耐高温性能好，避免了目前通过粘接剂方式连接在高温环境下会老化，并分解出一些有害物质，危害人体健康的问题。
在上述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法中，所述的步骤一中的面板厚度为0.5至0.8mm，芯板厚度为0.2至0.4mm，底板厚度为0.2至0.5mm。面板、芯板和底板采用上述的尺寸，使得加工成复合瓦楞板轻便、可靠，成本低。
在上述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法中，所述的步骤一中的面板的装饰面为氟碳涂层面。在进行涂层前要进行预处理，该预处理包括依次对面板进行脱脂、除油、清洗、烘干和铬化，进行这样预处理后，确保涂层厚度均匀、附着力好，不会因为杂质来影响涂层效果。
在上述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法中，所述的步骤二中的芯板先将其端部剪切成三角形细条，然后再送入波纹板滚压机进行滚压，所述的步骤二中的波纹板滚压机包括六对辊轮，芯板端部从第一对辊轮进入，经过第二、三、四、五和六对辊轮的顺序依次弯曲成型，并从第六对辊轮处连续的输出。
在上述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法中，所述的步骤二中的每对辊轮的变形量如下关系式，tanα=ΔH/L，其中ΔH为相邻两对辊轮的材料变形高度，L为相邻两对辊轮的中心距，α为纵向变形角。
在上述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法中，所述的α的角度为1.5°至2.5°。
在上述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法中，所述的步骤四中激光焊接机依次对波纹状结构的波峰部分及波谷部分进行焊接固定。依次焊接能够减少激光焊接机的数量，降低生产成本。
在上述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法中，所述的步骤四中芯板的波谷部分和底板上表面相贴合，调节激光焊接机的焦距，使激光束照射到相贴合处，相贴合处的金属材料吸收光能转化为热能，然后被加热熔化至汽化，形成凹坑，随着激光的继续照射，凹坑穿入更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后形成焊缝将芯板的波谷部分和底板的上表面焊接在一起。
在上述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法中，所述的步骤四中芯板的波峰部分和面板下表面相贴合，调节激光焊接机的焦距,当激光束照射到底板上时，释放的能量使底板局部熔化并蒸发，形成小孔，激光束穿过小孔直接照射到相贴合处，相贴合处的金属材料吸收光能转化为热能，然后被加热熔化至汽化，形成凹坑，随着激光的继续照射，凹坑穿入更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后形成焊缝将芯板的波峰部分和面板的下表面焊接在一起。加工好的复合瓦楞板，其底板上分布有大小一致、间隔均匀的小孔，不会影响到复合瓦楞板的使用的美观性。
在上述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法中，所述的步骤四中芯板的波峰部分和波谷部分分别与面板、底板之间的焊接为激光点焊。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
1、本制造方法采用焊接方式将芯板与面板、底板连接在一起，其耐高温性能好，在高温环境下工作时，不会老化，避免了目前通过粘接剂方式固连在高温环境下会老化，并分解出一些有害物质，危害人体健康的问题。
2、激光焊接相比于其他传统的焊接方法，优点在于能量密度高，升温速度快，焊接迅速，大大提高了劳动生产率。
3、激光焊接能够防氧化；在激光焊接的过程中，焊点偏向于面板的内侧，能够有效的阻止表面的漆由于温度升高而发生氧化，而本复合板外表面有涂层，油漆也有，必须要有防氧化功能。
4、激光焊接更加牢固；采用激光焊接，其焊点可以精确控制，能够很好的按照预先轨迹焊接，方向性好，焊接更加牢固，本复合板三层之间的牢固性也越大越好，需要这种性能的提高。
附图说明
图1是实施例中本铝合金复合瓦楞板的结构示意图。
图2是实施例中本铝合金复合瓦楞板的制造原理图。
图3是实施例中本铝合金复合瓦楞板芯板的波谷与面板焊接在一起的示意图。
图4是实施例中本铝合金复合瓦楞板芯板的波峰与底板焊接在一起的示意图。
图中，1、面板；2、芯板；3、底板；4、拉伸元件；5、驱动机构；5a、上驱动辊；5b、下驱动辊；6、波纹板滚压机；7、压合机构；7a、上压辊；7b、下压辊；8、激光焊接机；9、波峰部分；10、波谷部分；11、切割机；11a、上刀片；11b、下刀片。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
本铝合金复合瓦楞板的制造方法包括如下步骤：
步骤一、准备板料：如图1所示，准备铝合金薄板三卷，分别标记为面板1、芯板2和底板3，其中面板1采用Al3003材料，其厚度为0.5至0.8mm，优选厚度为0.5mm,芯板2采用Al1100材料，其厚度为0.2至0.4mm，优选厚度为0.2mm，底板3采用Al3003材料，其厚度为0.2至0.5mm,优选厚度为0.4mm，其中面板1的外表面为装饰面，将面板1进行预处理，该预处理包括依次对面板1进行脱脂、除油、清洗、烘干和铬化，然后将面板1展开并对该面板1装饰面进行涂层，涂层材料为氟碳；
步骤二、拉直和滚压：如图2所示，将面板1、芯板2和底板3放置在生产线上，以一定的线速度对上述三者开卷，分别用一个拉伸元件4对上述三者导向和拉直，然后采用一个驱动机构5对三者进行水平向前输送，驱动机构5包括上驱动辊5a、下驱动辊5b，在输送的过程中，先将芯板2端部剪切成三角形细条，然后采用波纹板滚压机6对芯板2进行滚压加工，波纹板滚压机6包括六对辊轮，芯板2端部从第一对辊轮进入，经过第二、三、四、五和六对辊轮的顺序依次弯曲成型，并从第六对辊轮处连续的输出，使芯板2形成连续的波纹状结构，每对辊轮的变形量如下关系式，tanα=ΔH/L，其中ΔH为相邻两对辊轮的材料变形高度，L为相邻两对辊轮的中心距，α为纵向变形角，所述的α的角度为1.5°至2.5°，滚压成形的实际变形量分配情况如表1，其完全符合满足要求，并且设计偏于保守；
表1滚压成形变形量分配表
步骤三、压合：如图2所示，将面板1、芯板2和底板3输送至一个压合机构7，该压合机构7包括上压辊7a、下压辊7b，采用该压合机构7对上述三者进行压合，使面板1、芯板2和底板3依次叠合形成复合瓦楞板，其中面板1的氟碳涂层面朝外；
步骤四、激光焊接：如图3、图4所示，在底板3下方设置激光焊接机8，将上述复合瓦楞板输送经过该激光焊接机8，激光焊接机8依次对波纹状结构的波峰部分9及波谷部分10进行焊接固定，芯板2的波峰部分9和波谷部分10分别与面板1、底板3之间的焊接为激光点焊，激光点焊采用300W的YAG激光器装置，其工作参数脉冲能量、脉冲宽度、光斑直径和离焦量设定为65J、0.9s、0.8mm和0，芯板2的波谷部分10和底板3上表面相贴合，调节激光焊接机8的焦距，使激光束照射到相贴合处，相贴合处的金属材料吸收光能转化为热能，然后被加热熔化至汽化，形成凹坑，随着激光的继续照射，凹坑穿入更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后形成焊缝将芯板2的波谷部分10和底板3的上表面焊接在一起；芯板2的波峰部分9和面板1下表面相贴合，调节激光焊接机8的焦距,当激光束照射到底板3上时，释放的能量使底板3局部熔化并蒸发，形成小孔，激光束穿过小孔直接照射到相贴合处，相贴合处的金属材料吸收光能转化为热能，然后被加热熔化至汽化，形成凹坑，随着激光的继续照射，凹坑穿入更深，当激光停止照射后，凹坑周边的熔液回流，冷却凝固后形成焊缝将芯板2的波峰部分9和面板1的下表面焊接在一起；
步骤五、成品切割：如图2所示，将复合瓦楞板继续向前输送至切割机11处，切割机11包括上刀片11a和下刀片11b，采用切割机11将复合瓦楞板焊接好的部分切割成相应的规格尺寸。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了1、面板；2、芯板；3、底板；4、拉伸元件；5、驱动机构；5a、上驱动辊；5b、下驱动辊；6、波纹板滚压机；7、压合机构；7a、上压辊；7b、下压辊；8、激光焊接机；9、波峰部分；10、波谷部分；11、切割机；11a、上刀片；11b、下刀片等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (9)
1.一种铝合金复合瓦楞板的制造方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤一、准备板料：准备铝合金薄板三卷，分别标记为面板（1）、芯板（2）和底板（3），其中面板（1）的上表面为装饰面；
步骤二、拉直和滚压：将面板（1）、芯板（2）和底板（3）放置在生产线上，以一定的线速度对上述三者开卷，分别用一个拉伸元件（4）对上述三者导向和拉直，然后采用一个驱动机构（5）对三者进行水平向前输送，在输送的过程中，采用波纹板滚压机（6）对芯板（2）进行滚压加工，使其形成连续的波纹状结构；
步骤三、压合：将面板（1）、芯板（2）和底板（3）输送至一个压合机构（7），采用该压合机构（7）对上述三者进行压合，使面板（1）、芯板（2）和底板（3）依次叠合形成复合瓦楞板；
步骤四、激光焊接：在底板下方设置激光焊接机（8），将上述复合瓦楞板输送经过该激光焊接机（8），利用激光的特性将芯板（2）波纹状结构的波峰部分（9）和面板（1）下表面相焊接固定，将波纹状结构的波谷部分（10）和底板（3）上表面相焊接固定；
步骤五、成品切割：将复合瓦楞板继续向前输送至切割机（11）处，切割机（11）采用切割机（11）将复合瓦楞板焊接好的部分切割成相应的规格尺寸。
2.根据权利要求1所述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法，其特征在于，所述的步骤一中的面板（1）厚度为0.5至0.8mm，芯板（2）厚度为0.2至0.4mm，底板（3）厚度为0.2至0.5mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法，其特征在于，所述的步骤一中的面板（1）的装饰面为氟碳涂层面。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法，其特征在于，所述的步骤二中的芯板（2）先将其端部剪切成三角形细条，然后再送入波纹板滚压机（6）进行滚压，所述的步骤二中的波纹板滚压机（6）包括六对辊轮，芯板（2）端部从第一对辊轮进入，经过第二、三、四、五和六对辊轮的顺序依次弯曲成型，并从第六对辊轮处连续的输出。
5.根据权利要求4所述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法，其特征在于，所述的步骤二中的每对辊轮的变形量如下关系式，tan α=ΔH/L，其中ΔH为相邻两对辊轮的材料变形高度，L为相邻两对辊轮的中心距，α为纵向变形角。
6.根据权利要求5所述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法，其特征在于，所述的α的角度为1.5°至2.5°。
7.根据权利要求1或2或5或6所述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法，所述的步骤四中芯板（2）的波谷部分（10）和底板（3）上表面相贴合，调节激光焊接机（8）对相贴合处的金属进行加热熔化，熔化的金属冷却后形成焊缝将芯板（2）的波谷部分（10）和底板（3）焊接在一起。
8.根据权利要求1或2或5或6所述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法，所述的步骤四中芯板（2）的波峰部分（9）和面板（1）下表面相贴合，调节激光焊接机（8）将相贴合处对应的底板（3）熔穿形成小孔，激光束穿过小孔照射到相贴合处使该处的金属被加热熔化，熔化的金属冷却后形成焊缝将芯板（2）的波峰部分（9）和面板（1）的下表面焊接在一起。
9.根据权利要求7所述的一种铝合金复合瓦楞板的制造方法，其特征在于，所述的步骤四中芯板（2）的波峰部分（9）和波谷部分（10）分别与面板（1）、底板（3）之间的焊接为激光点焊。
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