隨著環(huán)境保護(hù)意識(shí)的進(jìn)一步提高,鋼桶企業(yè)必須在保證鋼桶的質(zhì)量的情況下,盡量減少在鋼桶生產(chǎn)過程中對(duì)環(huán)境的污染和對(duì)操作者造成的嚴(yán)重危害。所以在國際上,鋼桶企業(yè)除了要通過ISO9000族標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)量認(rèn)證外,還必須通過ISO14000族環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證。如果不盡快通過ISO14000族環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)證,在嚴(yán)峻的國際環(huán)保形勢下,鋼桶出口將會(huì)受到很大的影響。因此,鋼桶企業(yè)必須強(qiáng)化質(zhì)量意識(shí)的創(chuàng)新,把產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)定位于國際先進(jìn)水平,只有這樣,才能做到以質(zhì)量取勝。為此,我們?yōu)榱藴p少環(huán)境污染,首先要從制桶的前道工序磨邊、縫焊入手。
鋼桶要成型,需經(jīng)卷圓和焊接等一系列工序來完成。因?yàn)辄c(diǎn)焊機(jī)、縫焊機(jī)電流大,阻抗小,故次級(jí)電壓低,一般不大于10伏,個(gè)別達(dá)20伏左右。這樣鋼桶桶身板件上的油污、氧化皮等均屬不良導(dǎo)體,在電極壓力的作用下,氧化膜等局部破碎,導(dǎo)電時(shí)改變了鋼桶桶身板件上電流場的分布。使個(gè)別部位電流線密集,熱量過于集中,易造成桶身焊縫表面燒傷或沿焊縫外緣燒傷。與此同時(shí),還可以使在同一電極壓力下板間接觸面大小不同。清理良好的表面使焊接區(qū)接觸良好,熔化核心周圍金屬壓緊范圍也將擴(kuò)大,在同樣規(guī)范下焊接時(shí)塑性環(huán)較寬,從而提高了抗剪強(qiáng)度。有些材料因表面氧化膜未及時(shí)清理而形成合金線伸入。另外,當(dāng)一些易溶雜質(zhì)進(jìn)入核心與某些合金元素形成低熔共晶時(shí),則引起核心內(nèi)裂紋等危險(xiǎn)缺陷。由于表面氧化物沾污了電極,易使電極過熱,而使焊點(diǎn)表面質(zhì)量在此降低。電極修銼次數(shù)加多,則縮短了電極壽命,浪費(fèi)了大量的銅合金,并使生產(chǎn)效率下降??梢姳砻鏍顟B(tài)對(duì)點(diǎn)焊、縫焊時(shí)熱量析出、核心形成、缺陷的產(chǎn)生及電極散熱等都有影響,它直接關(guān)系到接頭強(qiáng)度與生產(chǎn)效率。
對(duì)于制桶企業(yè)來說,制作普通熱軋薄鋼板和普通冷軋薄鋼板鋼桶并非難事。但要制作鍍鋅薄鋼板桶,就容易出問題。對(duì)于鍍鋅鋼桶來說,由于鋼板表面的鋅熔點(diǎn)較低,磨邊時(shí),在磨削產(chǎn)生的高溫下極易熔化,熔化后的鋅涂布在砂輪縫隙中,使砂輪出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。這種情況用砂輪整形刀整形是不行的。這是因?yàn)椋旱谝?,每次整形的時(shí)間間隔太短,需要時(shí)時(shí)整形;第二是整形刀用量太大。生產(chǎn)效率極低。此時(shí),有些制桶廠家就采用“銑邊”工藝,而大部分廠家采用化學(xué)清理法即酸洗法來處理鍍鋅鋼板表面的鋅層。
以銑代磨邊工藝,就是將原來的砂輪改為合金銑刀,它的工作原理類似于刨床。但由于設(shè)備投資較大,所以應(yīng)用并不廣泛。而用酸洗法處理鍍鋅鋼板表面的鋅層,由于工藝簡單,所以廣為使用。然而采用酸洗法除去鍍鋅鋼板表面的鋅層,過后還必須進(jìn)行磨邊。這樣對(duì)于環(huán)境保護(hù)來講,除了原來的磨邊工藝帶來的粉塵外,又增加了酸洗帶來的霧塵和有害氣體(氯化氫),它極大地危害了我們的生產(chǎn)環(huán)境和人身健康。另外,它還嚴(yán)重的腐蝕了我們的生產(chǎn)設(shè)備。
酸洗后的鍍鋅鋼板,經(jīng)過磨削,在點(diǎn)焊、縫焊時(shí),殘余的酸液在鋼板的焊接熔化狀態(tài)下會(huì)分解出劇毒氯氣。所以鍍鋅鋼桶生產(chǎn)時(shí)的環(huán)境保護(hù)將成為鋼桶生產(chǎn)企業(yè)的一個(gè)重要課題。
我們根據(jù)鍍鋅鋼桶生產(chǎn)的這一實(shí)際問題,通過大量的實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),成功地攻克了這一難題,而且無須磨邊和酸洗,只是將鍍鋅鋼板經(jīng)過拋光布輪或拋光砂輪拋光除去焊接表面的油污后,在焊接時(shí),采用改變?cè)械暮附右?guī)范來解決這一問題。
因?yàn)殇\的熔點(diǎn)很低,僅為692K,點(diǎn)焊時(shí),鋼板間接觸表面上鋅層熔化范圍比普通鋼板接觸范圍寬,焊接區(qū)涂覆層熔化而擠出的鋅與焊接區(qū)周圍超過692K地帶熔融的鋅同時(shí)擠于鋼板縫隙內(nèi),形成兩鋼板間良好的導(dǎo)電條件,電流場被擴(kuò)大,接觸面上電流密度大為降低,當(dāng)核心直徑處于臨界狀態(tài)時(shí),電流略有波動(dòng),則出現(xiàn)未焊透現(xiàn)象。從這一點(diǎn)出發(fā),點(diǎn)焊鍍鋅鋼板時(shí),應(yīng)增大焊接電流IW。一般情況下,熔點(diǎn)越低,IW應(yīng)越大。為了能沖破鋅層使點(diǎn)焊時(shí)各接觸面有良好接觸,并將已熔化的鋅層擠于接觸面之外,所以點(diǎn)焊鍍鋅薄鋼板時(shí)的電極壓力比點(diǎn)焊普通低碳鋼薄鋼板時(shí)的電極壓力應(yīng)提高20%~25%。當(dāng)焊機(jī)的功率不足時(shí),也可采用小電流,低壓力進(jìn)行鍍鋅薄鋼板的焊接。但必須避免出現(xiàn)壓力與電流的分流現(xiàn)象。
鍍鋅薄鋼板縫焊的問題與點(diǎn)焊相似,因鍍鋅層熔化范圍更寬,分流更加嚴(yán)重,要求更大的電流方能焊接。當(dāng)焊接接頭溫度超過1173K時(shí),鋅元素向熱影響區(qū)擴(kuò)散,接頭組織脆性增加,一定條件下,便形成由核心延伸到熱影響區(qū)的裂紋。鋼桶桶身焊接區(qū)表面熔化的鋅層,與銅焊輪形成C u-Zn合金,增大了焊輪表面電阻,使散熱更加加劇。粘連愈加嚴(yán)重;而表面層的過熱進(jìn)一步加強(qiáng)鋅元素向熱影響區(qū)的擴(kuò)散,擴(kuò)大了形成裂紋的機(jī)會(huì)。當(dāng)核心內(nèi)鋅的蒸氣由固熔的金屬中析出時(shí),便形成氣孔。雖然氣孔對(duì)焊縫氣密性影響較小,但對(duì)裂紋的形成影響很大,是目前鍍鋅鋼桶縫焊的關(guān)鍵問題。為了減少裂紋,首先需要改善焊接規(guī)范。試驗(yàn)證明,焊透率越小(10%~20%),裂紋等缺陷越少。而焊接速度高則鋼桶焊接區(qū)表面過熱、熔深大,易于出現(xiàn)裂紋。所以在焊接鍍鋅鋼板時(shí),在滿足因鍍鋅層熔化使分流增大的條件,應(yīng)盡量選用小電流;焊接速度應(yīng)低些,并使用強(qiáng)烈的外部冷卻水進(jìn)行冷卻。焊輪用壓花滾輪(滾花刀)帶動(dòng),以隨時(shí)修正并清理滾輪表面,保持預(yù)定的滾輪寬度。
通過試驗(yàn)驗(yàn)證,我認(rèn)為在制作鍍鋅鋼桶時(shí),要使鍍鋅鋼板不進(jìn)行酸洗、磨削,而直接通過拋光后進(jìn)行點(diǎn)焊和縫焊,必須做到下列幾點(diǎn):
1、點(diǎn)焊、縫焊處的油污必須拋光干凈;
2、點(diǎn)焊時(shí)的焊接電流比點(diǎn)焊普通低碳鋼鋼板時(shí)的焊接電流要提高28%;
3、點(diǎn)焊時(shí)的電極壓力比點(diǎn)焊普通低碳鋼鋼板時(shí)的電極壓力要增大22%;
4、縫焊時(shí)的焊接電流、焊接速度與焊接普通低碳鋼鋼板時(shí)相同;
5、縫焊時(shí)的電極壓力比焊接普通低碳鋼鋼板時(shí)的電極壓力要提高7%;
6、縫焊時(shí),除設(shè)備內(nèi)冷卻外,必須強(qiáng)行施加外部冷卻水冷卻被焊的桶身。
以上為我們?cè)囼?yàn)中的一些經(jīng)驗(yàn),以供同行參考。