隨著環(huán)境保護(hù)意識的進(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)過程中對環(huán)境的污染和對操作者造成的嚴(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,鋼桶出口將會受到很大的影響。因此,鋼桶企業(yè)必須強(qiáng)化質(zhì)量意識的創(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。因為點焊機(jī)、縫焊機(jī)電流大,阻抗小,故次級電壓低,一般不大于10伏,個別達(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)電時改變了鋼桶桶身板件上電流場的分布。使個別部位電流線密集,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,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,則引起核心內(nèi)裂紋等危險缺陷。由于表面氧化物沾污了電極,易使電極過熱,而使焊點表面質(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)對點焊、縫焊時熱量析出、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。對于鍍鋅鋼桶來說,由于鋼板表面的鋅熔點較低,磨邊時,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。這是因為:第一,每次整形的時間間隔太短,需要時時整形;第二是整形刀用量太大。生產(chǎn)效率極低。此時,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,在點焊、縫焊時,殘余的酸液在鋼板的焊接熔化狀態(tài)下會分解出劇毒氯氣。所以鍍鋅鋼桶生產(chǎn)時的環(huán)境保護(hù)將成為鋼桶生產(chǎn)企業(yè)的一個重要課題。
我們根據(jù)鍍鋅鋼桶生產(chǎn)的這一實際問題,通過大量的實驗、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,采用改變原有的焊接規(guī)范來解決這一問題。
因為鋅的熔點很低,僅為692K,點焊時,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,電流略有波動,則出現(xiàn)未焊透現(xiàn)象。從這一點出發(fā),點焊鍍鋅鋼板時,應(yīng)增大焊接電流IW。一般情況下,熔點越低,IW應(yīng)越大。為了能沖破鋅層使點焊時各接觸面有良好接觸,并將已熔化的鋅層擠于接觸面之外,所以點焊鍍鋅薄鋼板時的電極壓力比點焊普通低碳鋼薄鋼板時的電極壓力應(yīng)提高20%~25%。當(dāng)焊機(jī)的功率不足時,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,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。當(dāng)核心內(nèi)鋅的蒸氣由固熔的金屬中析出時,便形成氣孔。雖然氣孔對焊縫氣密性影響較小,但對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。試驗證明,焊透率越?。?0%~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,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,以隨時修正并清理滾輪表面,保持預(yù)定的滾輪寬度。
通過試驗驗證,我認(rèn)為在制作鍍鋅鋼桶時,要使鍍鋅鋼板不進(jìn)行酸洗、磨削,而直接通過拋光后進(jìn)行點焊和縫焊,必須做到下列幾點:
1、點焊、縫焊處的油污必須拋光干凈;
2、點焊時的焊接電流比點焊普通低碳鋼鋼板時的焊接電流要提高28%;
3、點焊時的電極壓力比點焊普通低碳鋼鋼板時的電極壓力要增大22%;
4、縫焊時的焊接電流、焊接速度與焊接普通低碳鋼鋼板時相同;
5、縫焊時的電極壓力比焊接普通低碳鋼鋼板時的電極壓力要提高7%;
6、縫焊時,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。
以上為我們試驗中的一些經(jīng)驗,以供同行參考。