玻璃邊部應(yīng)力對(duì)切割的影響及解決方法

1、玻璃邊部應(yīng)力對(duì)切割的影響及解決方法深圳浮法/人力資源部雷剛摘要：在浮法玻璃生產(chǎn)實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)玻璃在線切割時(shí)的破損除冷端生產(chǎn)設(shè)備有關(guān)外，大多數(shù)情況下與玻璃的熱應(yīng)力分布不當(dāng)造成的，特別是玻璃邊部應(yīng) 力，除造成玻璃損失，還對(duì)玻璃原片質(zhì)量造成重大影響。深圳浮法一、二線均 沒(méi)有在線應(yīng)力檢測(cè)儀，生產(chǎn)一線員工對(duì)熱應(yīng)力的產(chǎn)生和對(duì)玻璃熱應(yīng)力引起的切 割問(wèn)題沒(méi)有很清晰的概念，在實(shí)際工作中沒(méi)有很明確的指導(dǎo)文件和相關(guān)培訓(xùn)。本文通過(guò)對(duì)浮法玻璃熱應(yīng)力的闡述，分析邊部熱應(yīng)力引起的一些典型切割問(wèn)題， 并根據(jù)多年在成品部切裝線工作的經(jīng)驗(yàn)提出解決方法。關(guān)鍵詞：玻璃，熱應(yīng)力，邊部，切割 引言隨著市場(chǎng)對(duì)浮法玻璃原片不斷增長(zhǎng)的需求，

2、浮法線的數(shù)量急速增加，我國(guó) 浮法玻璃的產(chǎn)能已連續(xù)多年位居世界第一位，同時(shí)國(guó)內(nèi)對(duì)15mm以上厚度的高 檔浮法玻璃原片的需求量也在不斷上升，深圳浮法執(zhí)行差異化的經(jīng)營(yíng)策略，生 產(chǎn)線以生產(chǎn)3mm以下的薄玻璃和12mm以上的厚玻璃為主，薄玻璃以適合太 陽(yáng)能原片加工的小尺寸為主，如：1101mm*1401mm，1101mm*1302mm， 0914mm*1220mm，厚玻璃原片規(guī)格以長(zhǎng)度超過(guò)6米的超大超長(zhǎng)板，如： 3300mm*6000mm，3300mm*80000mm，深圳浮法二線現(xiàn)在已能批量生產(chǎn)16米 長(zhǎng)度的超長(zhǎng)超大板玻璃，然而生產(chǎn)這樣厚度和尺寸的玻璃，玻璃邊角質(zhì)量控制 是很難的，邊角破損率遠(yuǎn)超過(guò)常規(guī)

3、厚度5-10mm的玻璃，其主要原因是玻璃 在退火過(guò)程中應(yīng)力波動(dòng)大，易發(fā)生裂邊和掰邊困難，造成玻璃原片邊角質(zhì)量差。一、熱應(yīng)力及其產(chǎn)生機(jī)理簡(jiǎn)介熱應(yīng)力是由于溫度差所造成的應(yīng)力。熱應(yīng)力可分為永久應(yīng)力和暫時(shí)應(yīng)力， 它們又可分為表面應(yīng)力（平面上的應(yīng)力）和端面應(yīng)力（厚度方向上的應(yīng)力）永久應(yīng)力是當(dāng)高溫玻璃經(jīng)退火到室溫并達(dá)到溫度均衡后，玻璃中仍然存 在的熱應(yīng)力，也稱為殘余應(yīng)力。暫時(shí)應(yīng)力是隨溫度梯度的存在而存在，隨溫度 梯度的消失而消失的熱應(yīng)力。永久應(yīng)力一般產(chǎn)生于轉(zhuǎn)變溫度和應(yīng)變溫度范圍之間，暫時(shí)應(yīng)力則伴隨著 整個(gè)退火過(guò)程。為了使浮法玻璃有好的切割質(zhì)量，減少破損，首要的是把玻璃帶的熱應(yīng)力 控制和維持在一定的范圍內(nèi)；

4、其次要根據(jù)切割過(guò)程中遇到的課題采取相應(yīng)措施 及時(shí)給予解決。在線切割時(shí)玻璃板比環(huán)境溫度高，在厚度方向和橫向上還沒(méi)有 達(dá)到一個(gè)相等的溫度，玻璃板中永久應(yīng)力和暫時(shí)應(yīng)力兩者同時(shí)存在，共同影響 切割質(zhì)量。成品部切裝線通過(guò)多年的摸索總結(jié)，運(yùn)用多種綜合性的方法，調(diào)節(jié) 和控制玻璃帶邊部應(yīng)力，使之達(dá)到理想的狀態(tài)，確保得到邊角切割質(zhì)量的穩(wěn)定。 二、實(shí)際生產(chǎn)中在線邊部切割的應(yīng)力分析與問(wèn)題解決生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的玻璃邊部的質(zhì)量問(wèn)題有以下幾種：下表面掉屑、鋸齒邊、 鯊魚(yú)齒、多角或缺角、邊子斷裂成數(shù)段、邊子去不掉等。以下從玻璃表面應(yīng)力分布和端面分布兩方面分析熱應(yīng)力引起的在線邊部 切割典型問(wèn)題，并提出合理的解決方法。表面應(yīng)力表

5、面應(yīng)力是玻璃板的橫向應(yīng)力分布，表面應(yīng)力曲線圖是玻璃板橫向應(yīng)力分 布的圖示。表面應(yīng)力曲線的控制是用控制玻璃板橫向溫度分布的方法來(lái)達(dá)到的。 為了獲得理想的應(yīng)力曲線（如圖1a所示），加熱或冷卻的程度應(yīng)該和要求的應(yīng)力變化量近似成正比，在相應(yīng)的退火區(qū)或冷卻區(qū)借助于電加熱元件或風(fēng)冷、水冷系統(tǒng)改變控制溫度來(lái)達(dá)到上述要求。差的邊部應(yīng)力曲線8 mm好的邊部應(yīng)力曲線II?增加前端燒邊噴槍Is ,/ii亍距離Km)二去；、三為二白綬#士二我璃星爰對(duì)各種不同的厚度，必須在邊部應(yīng)力控制、邊部切割質(zhì)量，以及防止退火 窯炸裂，這三者之間取得平衡。在生產(chǎn)實(shí)踐中，我們逐漸總結(jié)出邊部應(yīng)力控制 的一套方法，即，永久邊部應(yīng)力的控制，

6、在退火窯前端調(diào)整好玻璃帶邊部的溫 度,因?yàn)樵谠撎幠苡行Ц淖冇谰脩?yīng)力；臨時(shí)性的邊部應(yīng)力控制，可由槽窯部和成 品部共同完成，在退火窯、冷端切割橋的上游，對(duì)玻璃帶邊部溫度進(jìn)行調(diào)節(jié)。 兩者調(diào)節(jié)時(shí)需相互協(xié)同，如果在前端對(duì)永久邊部應(yīng)力控制過(guò)量，后退火區(qū)就會(huì)發(fā) 生炸裂或縱裂；此時(shí)可在退火窯、冷端通過(guò)在邊部借助于電加熱元件或風(fēng)冷、 水冷系統(tǒng)來(lái)改變控制溫度。提高玻璃板切割時(shí)的溫度，若控制切割時(shí)的溫度在 60C左右，則玻璃板與環(huán)境溫度存有溫差其產(chǎn)生的暫時(shí)應(yīng)力將有效減小玻璃斷 面應(yīng)力，有助于切割。最有效的控制邊部應(yīng)力的技術(shù)是噴槍結(jié)合邊部冷凍水。要全面而準(zhǔn)確地測(cè)量在線邊部應(yīng)力仍是不可能的，我們可以通過(guò)對(duì)某些特 定的、

7、有良好清邊質(zhì)量的產(chǎn)品來(lái)定出確切的邊部應(yīng)力的目標(biāo)，實(shí)踐中的可重復(fù) 性和復(fù)見(jiàn)性是最重要的，下面提出的應(yīng)力變化造成的玻璃切割問(wèn)題來(lái)自我們多 年經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。2、邊部表面應(yīng)力引起的典型切割問(wèn)題及其解決方法：由于邊部表面應(yīng)力所造成的玻璃切割問(wèn)題有以下幾種情況:1）掰邊時(shí)玻璃板邊部不整齊產(chǎn)生小缺口，玻璃屑多，邊子中間出現(xiàn)下表面掉屑，鋸齒邊，鯊魚(yú)齒等現(xiàn)象；這是極差的切邊效果，有明顯的鋸齒、碎片和波浪紋;2）在靠近邊部處玻璃不沿切痕斷開(kāi);3）在掰邊時(shí)邊子斷裂成數(shù)段;4）在清邊機(jī)上產(chǎn)生縱向炸裂。產(chǎn)生的原因，1）、2）、3）種則是因?yàn)椴ＡО暹叢坑刑叩膲簯?yīng)力，就是我 們俗稱的邊子松造成的；第4）種是因?yàn)椴ＡО暹叢坑刑?/p>

8、高的張應(yīng)力。冷端在解決的辦法除了傳統(tǒng)的對(duì)切割壓力、切割刀輪、清邊輪位置等進(jìn)行 調(diào)整外，還采用了以下的方法：方法所起的作用效果在邊子上放濕墊減少邊部壓應(yīng)力在切割橋（溫降小于5oC）無(wú)效在板帶邊子用冷水減少邊部壓應(yīng)力有效（溫降約10oC）在板帶邊子上用冷凍水減少邊部壓應(yīng)力非常有效（溫降約30oC）用電熱吹風(fēng)加熱增加邊部壓應(yīng)力非常有效（溫升約10oC）下表是某廠6#浮法線在邊部150mm內(nèi)使用水冷測(cè)到的張應(yīng)力峰值，我們可 以看出玻璃厚度越厚，張應(yīng)力峰值波動(dòng)越大，所以在生產(chǎn)厚玻璃時(shí)，除了使用 水冷，還需要其它輔助措施。某廠#6浮法線在噴水后邊部的目標(biāo)應(yīng)力值在邊部150 nmort的最大弗成力I目標(biāo)張應(yīng)

9、力峰板體厚度寬度最大最小2321030202.13210302033210301D3.1321030104321D25155321045306321D35258321D805010321DSO50123210SO50在二線生產(chǎn)19-22mm期間，曾在切割橋前使用水冷降溫，玻璃完成縱切后又 使用電加熱吹風(fēng)加熱刀痕內(nèi)側(cè)，提高邊部張應(yīng)力，事實(shí)也證明，此方法十分有 效，清邊質(zhì)量明顯比沒(méi)使用電加熱的時(shí)候效果要好。3、邊部端面應(yīng)力引起的典型在線切割問(wèn)題及其解決方法在線切割過(guò)程中，由邊部端面應(yīng)力分布不當(dāng)導(dǎo)致的典型切割問(wèn)題有以下兩 種：1）玻璃板上沒(méi)有切痕，掰邊時(shí)玻璃不沿刀痕斷裂（如圖所示）；2）掰邊時(shí)出現(xiàn)多

10、角或少角;這主要是由于風(fēng)冷區(qū)的冷卻速度太大，而造成玻璃板的表面壓應(yīng)力太 高；其熱端解決方法是減小風(fēng)冷區(qū)的冷卻速度，冷端可以通過(guò)調(diào)整清邊機(jī) 位置，或改二次清邊加以解決，因?yàn)楫?dāng)邊子與玻璃板分離時(shí)，這將會(huì)改變 玻璃中的應(yīng)力分布形狀，這時(shí)邊部包含的應(yīng)力就會(huì)被釋放掉。3）掰邊困難，掰不完整。這種情況主要由自由邊薄、散熱快、溫度低及退火窯邊部密封不好使 邊部壓應(yīng)力過(guò)大引起的?？梢酝ㄟ^(guò)提高邊部張應(yīng)力加以解決 冷端的解決 的方法主要有：a）增加切割刀壓力；b）用電加熱元件加熱刀痕內(nèi)側(cè)；c）生產(chǎn)厚玻璃時(shí)在自動(dòng)掰邊機(jī)的基礎(chǔ)上增加杠桿機(jī)械輪、頂輪、壓輪等輔 助掰邊設(shè)備。冷端使用的是F掰手和尼龍錘。厚玻璃板邊部比齒印

11、內(nèi)的玻 璃薄，邊部散熱比板中部多，因此，板邊比中部溫度低。在退火區(qū)，這 種溫差的存在，將使溫度均衡后的玻璃邊部受壓應(yīng)力，中部受張應(yīng)力， 切割掰斷時(shí)，切口出現(xiàn)多角或少角，也就是說(shuō)橫切邊部不走刀線。在冷 卻區(qū)，這種溫差的存在，邊部將受張應(yīng)力，中部將受壓應(yīng)力，厚度越厚, 溫差越大，邊部極易發(fā)生縱炸。在生產(chǎn)15mm以上厚度的玻璃板時(shí)，常出 現(xiàn)沿齒痕附近的縱炸條，損失嚴(yán)重。根據(jù)深圳浮法經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，生產(chǎn)15mm 以上玻璃時(shí)，經(jīng)常需要人工輔助掰邊。人工清邊時(shí)，應(yīng)利用工具F扳手 或尼龍錘）將玻璃板沿切痕的兩端敲開(kāi)，否則易產(chǎn)生掉角。大片生產(chǎn)時(shí)， 由于玻璃板較長(zhǎng)，必要時(shí)，需兩人從兩頭同時(shí)用力將邊清掉。d）采用二次掰

12、邊方式可提高掰邊后的邊角質(zhì)量。為減少二次掰邊對(duì)產(chǎn)量的 影響，比較好的做法是一次掰邊切在牙痕外，二次掰邊后達(dá)到所要的合 格板寬。第一次掰邊去除邊子后將使玻璃邊部的壓應(yīng)力大大降低，使二 次掰邊更容易，邊角質(zhì)量大大提高。具體方式如圖4所示。通過(guò)采取以 上措施，降低玻璃應(yīng)力，改善厚玻璃邊部的應(yīng)力狀態(tài)，減少玻璃在退火 過(guò)程的裂邊現(xiàn)象，由于玻璃應(yīng)力減小和邊部壓應(yīng)力的降低從而使切割掰 邊較為容易，減少了成品損失，使成品率得到保障。4)掰邊時(shí)玻璃有裂口，在刀口斷面上有小的裂紋延伸到板里約110mm 左右。這種玻璃在冷端斜坡輸送輥上稍微受力就會(huì)自動(dòng)炸開(kāi)，有的在裝箱后運(yùn) 輸中炸裂。這種情況出現(xiàn)的原因，一種是因?yàn)榈遁唹毫μ笠穑@可以 通過(guò)降低壓力解決；另一種是因?yàn)橥嘶鹪斐傻模霈F(xiàn)這種現(xiàn)象可以做出如 下判斷：裂口處在退火區(qū)溫度相對(duì)較高，退火后區(qū)裂口處溫度偏低，使 此部位張應(yīng)力太大。板上下溫差過(guò)大，使端面上部受張應(yīng)力過(guò)大，強(qiáng)行 掰斷就易產(chǎn)生裂口。冷端的調(diào)整方法首先應(yīng)減小切割刀壓力，其次使用二 次清邊或改人工輔助掰邊。結(jié)語(yǔ)玻璃邊部應(yīng)力對(duì)玻璃切割的影響，文中已做了分析說(shuō)明，在實(shí)際生產(chǎn)