排水管翻鉚鉚接連接加工工藝研究

[摘要]本文介紹一種全新結構的類似用于空調結構件中金屬排水管和鈑金件之間連接用的排水管及其加工工藝，它是屬于一種冷沖壓翻鉚鉚接工藝，采用專用鉚接模具，利用排水管金屬的延展性，對零件進行鉚接加工連接，來代替傳統的電焊焊接連接。該工藝具有生產效率高，能消低，防腐性能好，外觀一致美觀等的優點。

[關鍵詞]排水管 冷沖壓 鉚接 翻鉚鉚接 焊接。

1、前言

排水管是空調結構件中用于將雨水或機組運行過程中產生的冷凝水排出機體外，并用來和外接排水軟管相連接的接頭結構部分。隨著空調設計品種的豐富，越來越多的會出現排水管和鈑金結構件相連接的情況，而考慮總裝裝配方便需要和防漏水的性能需要，目前多采用金屬排水管和鈑金結構件之間直接焊接結構。但焊接結構存在加工效率底、能耗大，對零件外觀及防腐性能有不良影響等缺陷。本文介紹一種全新設計的排水管結構及其加工工藝，它是屬于一種冷沖壓翻鉚鉚接工藝，采用專用鉚接模具，利用排水管金屬的延展性，對零件進行鉚接加工連接。用翻邊壓鉚連接排水管來取代焊接結構的排水管，用翻邊壓鉚連接工藝來取代焊接工藝，達到了減少生產流程、提高生產效率、降低能耗，改善零件外觀及提高零件防腐性能的目的。

2、焊接排水管結構及加工工藝

2.1焊接排水管結構

焊接排水管常見設計結構見下圖1，排水管多為回轉體結構，方便車削加工，下部凹凸狀結構用于方便捆扎外接排水軟管，上部直管結構，方便加工的同時也方便焊接時插入定位。

圖1：焊接排水管常見設計結構

2.2焊接排水管加工工藝

將排水管插入鈑金結構件的預沖排水孔中，再對排水管圓周電焊滿焊焊接連接，達到連接及密封防漏水的目的。因零件結構防腐的需要，鈑金結構件和排水管多采用表面鍍鋅處理工藝，但排水管焊接后將對鍍鋅層有燒蝕破壞現象，為保證最終焊接組件的防腐性能，焊接組件在表面靜電噴純聚酯粉末處理前先采用電泳表面處理工藝打底處理。

2.3焊接排水管工藝缺點

由以上焊接排水管加工工藝決定了該工藝存在以下缺點。

2.3.1采用電焊加工，加工效率低下，能耗大、加工費用高、生產條件惡劣。如經實踐證實，采用常用的CO2保護焊時每名焊工一個工作日只能焊接150個排水管的樣子，這樣加工效率低下，不適合大批量生產要求；電焊焊接需消耗大量電能，不符合節能環保要求；人工電焊加工條件惡劣，若保護不當易產生職業病傾向；

2.3.2鈑金結構件和排水管的防腐鍍鋅層在焊接會被焊接熱量燒蝕，從而會影響到零件的防腐性能；

2.3.3當焊接后的焊接組件為保證防腐性能，采用電泳工藝打底后再噴塑處理時，則將會延長生產周期長，同時更增加了生產成本。

所以針對以上缺點，考慮探索一種新的水管連接工藝，取代焊接，以達到取消電泳，簡化生產流程，提高加工效率，降低生產成本的目的。

3、鉚接排水管結構及加工工藝

3.1鉚接排水管結構

鉚接排水管常見設計結構見下圖2，排水管同樣設計為回轉體結構，方便加工，下部也同樣設計為凹凸狀結構用于方便捆扎外接排水軟管，上部設計為發蘭環和翻鉚環兩部分結構。正是獨特設計的發蘭環和翻鉚環兩部分結構用于固定和夾緊零件。

圖2：鉚接排水管設計結構

3.2鉚接排水管加工工藝

鉚接時將鉚接排水管翻鉚環插入被鉚接件鈑金結構件的預沖排水孔中，再采用專用冷沖鉚接模具沖壓，將鉚接排水管翻鉚環向外翻鉚90°，將被鉚接件鈑金結構件壓緊在鉚接排水管發蘭環之間，既將水管和被鉚接件連接為了一體，其鉚接后如下圖3。該加工工藝為冷加工，鈑金結構件及排水管鋅層無破壞，鉚接后組件表面靜電噴純聚酯粉末處理即可達到防腐要求。

圖3：鉚接排水管加工工藝原理圖

3.3鉚接排水管設計工藝要點

對于這種鉚接水管鉚接是否能滿足使用要求主要取決于水管鉚接后是否能保證鉚接面不漏水。為了達到不漏水的目的可從兩個方面控制，一是鉚接深度，控制鉚接后余高（如圖3中的尺寸H），以提高鉚接的緊密程度；二是保證排水管鉚接后不開裂，不形成漏縫。經過實驗證實，對于鉚接后余高的控制控制在排水管翻鉚環厚度到厚度下偏0.1mm之間比較合適，余高過高，大于鉚接排水管翻鉚環壁厚，則鉚接接觸不緊密，存在漏水的隱患，余高控制過小則排水管變形大，容易導致鉚接后開裂的比例急劇增加，不符合加工要求。

為了達到最優的鉚接效果，鉚接排水管的選材上采用含碳量低、冷加工性能好的專用冷鐓鋼，如材料冷鐓鋼ML08等，以提高鉚接排水管翻鉚鉚接時材料的延展性能，避免產生無法翻鉚90°以及鉚接排水管鉚接后開裂問題；同時也可以保證鉚接排水管本身可以采用冷沖壓加工，盡量避免采用機加加工，提高鉚接排水管本身的加工效率及降低消耗，從而達到降低鉚接排水管加工成本的目的；鉚接排水管尺寸設計上保證一定的鉚接發蘭環的厚度及翻鉚環的高度，以保證鉚接時發蘭環的強度足夠而不被鉚接時受剪切而變形開裂，以及保證翻鉚后翻鉚環有足夠的接觸面來保證鉚接強度及密封性能；鉚接排水管表面鍍鋅處理，提高防腐性能；被鉚接件鈑金結構件合理設計鉚接孔大小，保證和水管翻鉚環的配合合理間隙大小，以保證鉚接后鉚接處的密封性能；鉚接時合理調試冷沖壓鉚接模具，保證鉚接深度，翻鉚后鉚接環的余高按要求控制，這樣就保證了鉚接的牢固程度及鉚接處的密封性能。

4、結論

排水管由焊接更改為鉚接后，主要能從以下幾個方面做出改進：

4.1.提高生產效率

焊接排水管時一人每班焊接排水管約150件，采用鉚接排水管后一人每班可鉚接排水管3000件以上，效率提到在20倍以上。

4.2．簡化生產流程，縮短生產周期

焊接排水管后的整體焊接結構件組件因零件防腐需要需電泳打底后再噴塑處理，這樣導致工序多，生產周期長；而鉚接鍍鋅處理后的鉚接排水管，鉚接結構件組件只需要做噴塑處理既可以達到防腐要求，減少電泳加工工序，縮短了加工周期。

4.3．降低生產成本

降低成本主要是兩個方面，一是取消了電泳，節省了電泳費用，二是降低了加工時的電耗、人工成本等。

4.4.符合節能環保要求。

鉚接排水管結構經大批生產實踐驗證，鉚接后能保證不漏水，質量穩定可靠，完全能滿足使用要求，并給企業取得良好經濟效益。