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分析引起鋼化玻璃彎曲的原因

放大字體  縮小字體 發布日期:2014-11-02  瀏覽次數:1918
鋼化玻璃其實是一種預應力玻璃,為提高玻璃的強度,通常使用化學或物理的方法,在玻璃表面形成壓應力,玻璃承受外力時首先抵消表層應力,從而提高了承載能力,增強玻璃自身抗風壓性,寒暑性,沖擊性等。
  鋼化玻璃(Temperedglass/Reinforcedglass)屬于安全玻璃。鋼化玻璃其實是一種預應力玻璃,為提高玻璃的強度,通常使用化學或物理的方法,在玻璃表面形成壓應力,玻璃承受外力時首先抵消表層應力,從而提高了承載能力,增強玻璃自身抗風壓性,寒暑性,沖擊性等。
  鋼化玻璃的變形主要來自麗方面;首先是輥道的精度問題,其次就是應力不均勻問題。

  第一點,輥道存在問題引起的鋼化玻璃平整度不良
  1.1加熱輥道變形
  通常,水平輥道鋼化爐的輥道是由熔融石英或陶瓷材料制成的,其具有很好的耐熱沖擊性和熱穩定性,但由于有時其內部結構的不均勻性可能導致在加熱時特別是高溫下產生熱變形。輥道的熱變形必然引起輥道的彎曲,也必然引起在其表面運動的玻璃產生變形。
  1.2輥道被磨損
  輥道經過長時間地使用和反復的清理,必然導致輥道的磨損,特別是在清理輥道上粘接的比較牢固的雜質時,通常都使用打磨的方法進行清理,長期的使用和多次的清理會導致輥道磨失不均,一方面在同一輥道上出現粗細不均或出現偏心,另一方面輥道與輥道之間有時由于不同時更換卻同時使用,粗細不均的新舊輥道或磨損程度不同的輥道同時使用也會導致輥道粗細不均。以上結果的出現將導致輥道運行表面的不平,玻璃在這種不平的輥道上最終被加熱到軟化溫度并在不平的輥道上進行傳動,軟化的玻璃肯定會出現變形,玻璃這種變形保留到玻璃被增強以后會使鋼化后的玻璃產生變形。
  1.3風柵輥道變形
  玻璃在加熱爐加熱后迅速被傳遞到風柵輥道上,此時玻璃仍處于軟化狀態,風柵輥道如果變形必然影響玻璃的平整度,而最容易使風柵輥道變形的原因主要有兩種:一是傳動輥道彎曲,二是輥道表面的隔熱材料缺損。
  第二點,由于加熱溫度不均引起的熱變形
  2.1玻璃在加熱時上下表面存在溫差
  當玻璃被傳遞到加熱輥道上時,玻璃的下表面與輥道接觸,加熱輥道直接以傳導的方式與玻璃進行熱交換,玻璃的上表面則是通過熱輻射的方式加熱玻璃的上表面,下表面的傳熱速度高于上表面的傳熱速度,當不采取熱平衡輔助加熱時,玻璃的上表面溫度低于下表面的溫度,而在開始加熱時玻璃是典型的彈性體,玻璃的熱膨脹系數又比較高(玻璃的線膨脹系數為9×10/。C),由于下表面溫度高于上表面溫度,下表面的膨脹速度高于上表面,使玻璃向上彎曲即玻璃周邊翹離輥道,形成玻璃中間被加熱且只有中間被輥道支撐,當玻璃被繼續加熱時與輥道接觸的位置首先達到軟化溫度并承受玻璃的全部重量,玻璃的中間部位會發生“流動”變形,中問部位變薄導致出現輥道印痕甚至是光學變形,另一方面當玻璃全部被加熱到軟化溫度后玻璃展平,但溫差并未消失,這種帶有溫差的玻璃被均勻冷卻到室溫時玻璃熱面的收縮大于冷面的收縮而形成向熱面的彎曲。
  2.2中間和邊部存在溫差引起玻璃變形
  玻璃在加熱爐內加熱時,如果最終玻璃的中部溫度高于邊部溫度,玻璃在冷卻過程中,熱的中間部位收縮大于冷的邊部收縮,最終玻璃被冷卻到室溫且溫差消失時,玻璃的邊部尺寸就會大于中間尺寸,在玻璃的邊部形成較大的壓縮應力,為平衡這種不均勻的應力玻璃呈現馬鞍型形狀。同樣,一塊玻璃在加熱爐內被加熱,如果最終延平面的溫度分布是邊部高于中部,玻璃在冷卻過程中,較熱的玻璃邊部收縮量大于較冷的中間部位收縮量,最終玻璃被冷卻到室溫且溫差消失時,玻璃的中間尺寸就會大于邊部尺寸,在玻璃的邊部形成較大的張應力狀態,為平衡這種不均勻的應力玻璃最終呈現鍋形狀態且這種狀態是雙向的,即玻璃中間的凸出會向兩個方向改變。
  2.3隨機的溫度分布不均
  以上兩種溫度分布不均主要是由于操作不當引起的,隨機的溫度分布不均可能由于設備狀態不良引起的,鋼化爐的加熱絲有局部的損壞、溫度傳感器的位置發生改變或失真、玻璃在輥道上的碼放不合理等均會使玻璃受熱不均,這種隨機的溫度分布不均將導致玻璃平面方向上在加熱時產生不均勻的溫度分布,玻璃在冷卻收縮時不同的區域發生不規則的和沒有規律的收縮將導致玻璃平整度不良。
  第三點,冷卻不均引起的熱變形
  眾所周知,玻璃加熱到軟化點之后被迅速冷卻,在玻璃的表面產生足夠的壓應力,在玻璃的內部產生與壓應力相平衡的張應力的過程就是玻璃的鋼化,鋼化后的玻璃在受到外力作用時首先釋放壓應力,然后再在玻璃表面產生張應力從而使鋼化玻璃的強度高于普通玻璃。鋼化玻璃是存在永久應力的玻璃,在玻璃內部應力不平衡時也會產生變形:當上表面的壓應力大于下表面的壓應力時為平衡應力玻璃向下彎曲,同樣,當下表面的壓應力大于上表面的壓應力時為平衡應力玻璃向上彎曲,玻璃在冷卻過程中由于上下兩表面冷卻速度不均,冷卻速度快的表面產生的應力大于冷卻速度慢的表面。
 
 
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