幕墙铝材壁厚控制

本文对铝合金型材的壁厚进行了探讨，讲解了壁厚的知识，客户与型材厂家对壁厚的不同要求，生产过程中如何控制壁厚，以达到型材产品的壁厚更趋于合理。

 

1.前言

关于铝合金型材的壁厚问题一直是铝型材行业讨论的话题，壁厚偏差多少合适，壁厚为多厚合适。虽然铝合金型材有国家标准，铝合金门窗也有国家标准，但在实际执行过程中或多或少的存在差异。分析其原因主要是对型材的壁厚标准理解不同，对型材壁厚偏差产生的原因不清楚。

铝合金型材包括了铝合金建筑型材、铝合金工业型材等，本文主要对铝合金建筑型材的壁厚进行阐述，其它类的产品的壁厚控制不做说明。下面就对铝合金建筑型材的壁厚知识及控制进行说明。

2.壁厚的概念

2.1国标对壁厚的分类

铝合金建筑型材标准GB5237.1中规定见如图1。

图1

国标将型材的壁厚分成了三类，因BC两类的公差是一样的，所以在行业中通常将壁厚分成两类，即翅壁壁厚与腔体壁厚。按型材壁厚1.5举例，翅壁壁厚的高精级公差是±0.13mm；腔体壁厚的公差是±0.21mm。见图2。

图2

2.2门窗系列壁厚

门窗型材，客户在选择时首先要选壁厚，就是要壁厚多少的产品系列，这也是门窗系列型材的一个特点。其次选择的是门窗系列大小、隔热条宽度、是否是系统门窗等等。门窗系列的壁厚一般分为1.8mm、2.2mm等。

而我们通常说的某某系列壁厚为1.5mm，是指该系列的主要产品壁厚是1.5mm。比如平开系列的窗框、窗扇、中梃等主要受力杆件品种的壁厚为1.5mm。推拉窗则是指边封、上滑、下滑、上固、光企、勾企、上方、下方等受力杆件品种。

在此特别注意，国标GB/T8478-2020标准明确规定：

所以对于外门外窗，窗的主型材受力部位壁厚要达到1.8mm以上，门的要达到2.2mm以上。

2.3公称壁厚

    所谓公称，是指统一公认的称呼，机器性能、图纸尺寸等的规格或标准，也可指产品合乎法规的准确公正的名称标识。公称壁厚，铝行业内一般认为是能够表示出这个产品的壁厚指标，都认可的那个壁厚值。比如图2的产品公称壁厚是1.5mm。

而产品的不同壁厚有多处，选择哪个壁厚值为公称壁厚呢？我们认为选择这个产品的数量多的那个壁厚为公称壁厚。见图3。

图3

图3是普通平开窗的窗框产品，各处的壁厚不相同，1.2mm、1.3mm、1.5mm、1.8mm，而其中是1.5mm的壁厚有腔体一周的壁厚和大面的翅壁厚，1.5mm的壁厚占了多数，所以这个窗框产品的公称壁厚就是1.5mm。

2.4未注壁厚

在制图中，一个产品标注尺寸时，有未注壁厚一说，就是没有标记的壁厚都是一个数值。铝合金型材产品在制图时也是按此规定，产品图纸中没有标记的壁厚就是未注壁厚。如图3的窗框壁厚，在实际图纸中就不标1.5这个数值，而是在说明中标出：未注壁厚为1.5mm。

可见，在一定程度上可以理解为公称壁厚与未注壁厚是同一数值。

3壁厚的要求

3.1国标对型材壁厚的要求

国标对型材壁厚有明确的规定的，属于刚性要求，也就是型材生产厂家必须要执行。而客户提出的壁厚要求超出国标规定的就是柔性要求，客户提出的柔性壁厚要求可以跟客户协调解决。

GB5237.1-2008标准中对型材的壁厚的要求是：

在GB5237里规定的型材的壁厚公差，在公差范围内都是符合国标要求的。如图2带筋方管的壁厚尺寸标注，腔体的1.5mm壁厚为1.5±0.21mm即1.29~1.71mm都是合格的，符合国标要求。

3.2客户对壁厚的要求

在GB5237里对于壁厚的规定公差有时客户会不认可。试想，客户要的壁厚是1.5mm，而实际测量的壁厚是1.7mm，那么成本增加14%。客户不想增加成本，提出壁厚公差要在±0.05mm的范围内。这就是柔性的壁厚要求了，可以协商。

3.3喷涂产品的壁厚

喷涂产品如粉末喷涂、氟碳漆喷涂产品都有涂层的厚度，测量产品壁厚时应考虑在内。

粉末喷涂的涂层厚度国标要求不小于40μm，实际喷涂时的厚度一般在60~80μm，也就是约0.07mm的厚度。如里是返喷料进行二次喷涂，喷涂层厚可达到100μm以上。

粉末喷涂型材的腔体壁厚部位喷涂后增加的涂层壁厚是单面，而翅状部位的增加涂层厚度则是正反两面，也就是增加两个0.07mm厚度。见图4。

图4

图4带筋方管产品，如喷涂层厚度为60μm，则腔体壁厚测量值为1.56mm，而筋的壁厚为1.62mm。

4壁厚控制的意义

4.1客户对壁厚控制的意义

铝型材产品的结算方式有理论结算与过磅结算。理论结算是按产品理论数值结算；过磅结算是按产品的过磅重量结算。

型材产品的重量包括型材本身重量、包装物重量（含保护膜）、喷涂层重量等附加品重量。以喷涂产品纸包装为例，纸包装的重量占总重量的6%，喷涂粉末的重量占总重量的5%，即一吨铝型材产品中有60kg是包装物，有50kg是喷涂粉末。

型材本身重量跟型材断面的壁厚有关，壁厚越厚，型材越重。以1.5mm壁厚的产品为例，增加壁厚0.1mm则产品重量增加7%。这个增重跟包装的重量相当，对于客户来讲，实际使用的是产品的长度，不是重量，所以客户都想买壁厚刚好的，或是薄点的产品，以实现自己利益的最大化。

4.2生产厂家对壁厚控制的意义

铝型材产品是通过模具挤压而成，挤压模具是消耗品，挤压到一定程度后会报废。所以模具的使用量是生产厂家要控制的成本。

模具上机挤压，铝合金在高温、高压下通过模具工作带而形成产品形状。模具的挤压缝隙就是型材的壁厚。模具的工作带受到铝合金的连续摩擦而变的粗糙，挤压出的产品表面不光滑，会有挤压痕。当挤压痕严重了模具就需要下机进行抛光处理。

模具的工作带每进行一次抛光处理，模具的挤压缝隙就会增加，也就是型材的壁厚就会增加。如型材翅的最初的壁厚是1.20mm，抛光一次后变为1.22mm，两次变为1.24mm，多次后变为1.33mm，达到标准的最大值后模具报废。

所以，对于生产厂家来讲，壁厚的公差范围越大，其模具的使用寿命越长，生产成本越低。

4.3壁厚按理论结算

铝型材产品的结算方式为理论结算，理论重量是产品设计时的重量。壁厚是设计壁厚，不存在壁厚超不超的问题。理论结算时需要对图纸的理论壁厚进行确认。

按图纸设计壁厚结算，壁厚公差按国标要求为正负值。如壁厚1.5mm，公差为±0.13mm。铝型材产品最初壁厚是1.37mm，最终壁厚是1.63mm，生产的产品过磅重量跟理论重量相当。

理论结算客户要求壁厚公差不按国标正负值，而是要求壁厚不低于1.5mm，理论壁厚还按1.5mm时计算则对生产厂家不利。壁厚不能低于1.5mm，实际壁厚则超过1.5mm，实际重量大于理论重量。型材厂家要提前确认好理论重量，按正公差一半的壁厚重新计算型材米重。比如壁厚要求是1.5^+0.15mm，则按1.575mm的壁厚计算米重。这样计算对于供需双方比较合理。

5壁厚偏差产生原因

5.1抛光

铝型材产品的壁厚偏差产生原因有多种，前面讲模具抛光是一种原因。抛光次数越多，壁厚越厚，产品米重越重。为了减少抛光次数，生产厂家通过模具氮化来提高模具的工作带硬度，使通过工作带的铝量增加。

5.2模具加工误差

模具加工时的误差是产生壁厚偏差的原因之一。因挤压时存在铝的收缩，模具设计时的开模壁厚要大于图纸壁厚，这样铝降温收缩后才正好是图纸壁厚。而实际生产时的铝收缩率跟理论收缩率不完全相同，这样就造成产品的壁厚与图纸壁厚存在偏差。

再者，模具加工使用的线切割也存在加工精度的问题，有0.03mm的偏差。

5.3模具的弹性变形

模具在挤压时，受力了高温高压的作用，模具会产生弹性变形，从而导致挤压通过的缝隙改变，型材壁厚产生偏差。

另，带工头的组合模具，工头在挤压过程中发生摆动，致使腔体壁厚发生偏差。见图5

图5

对于带腔体的产品，其腔体壁厚是上模与下模配合间隙决定挤压产品壁厚，而翅壁壁厚是下模直接线切割的缝隙。由于模具上下模的配合公差的存在，换句说就是腔体的壁厚偏差更不容易控制，所以腔体壁厚公差大于翅壁壁厚公差。见图5产品，公差为±0.21mm与±0.13mm。

6型材生产厂家的壁厚控制

6.1开模壁厚控制

型材生产厂家在开模时要对型材壁厚进行控制，因为型材壁厚会越来越厚，所以挤压模具的第一次出材壁厚是综合考虑后的合理壁厚。

考虑到客户对产品壁厚的要求，一般认为符合±0.1mm能够接受，同时考虑到模具的加工精度，第一次的出材壁厚控制在-0.05mm，例如壁厚是1.5mm的产品，第一次的出材壁厚是1.45mm为好。

6.2理论结算的开模壁厚

理论结算的型材壁厚，第一次的出材壁厚控制在客户接受的最薄壁厚。这是生产厂家最大利润壁厚。

6.3生产过程中壁厚的控制

因模具在生产过程中壁厚会增加，所以要记录每次上机的出材壁厚。这样能够最大程度满足不同客户要求。比如客户要求壁厚1.5mm以上。就要使用壁厚达到1.5mm以上的模具进行上机生产。

实现生产中常以“新模具”、“正常模具”、“老模具”加以区分，客户要薄壁厚的使用“新模具”，要壁厚厚的使用“老模具”进行生产。

7 总结

铝合金型材壁厚的控制是一个系统工程，从产品的设计、模具的控制、生产的控制等方向都要有严格的程序才能实现。型材壁厚公差的存在，给了生产厂家的生产空间，要与客户进行有效的勾通，以达到双方都能接受的壁厚公差，相互理解，实现共赢。