提高不銹鋼罩殼表面質(zhì)量

摘要：不銹鋼類零件表面精飾處理及電解拋光技術(shù)適用范圍非常大，廣泛用于機(jī)床機(jī)械、印刷機(jī)械、紡織機(jī)械、醫(yī)療機(jī)械、汽車、電子電器、儀器儀表以及電梯等各種不同形狀的不銹鋼類零件的表面加工。利用不銹鋼零件表面精飾及電解拋光技術(shù)提高濾棒成型機(jī)不銹鋼零件表面質(zhì)量，將會普及到煙草機(jī)械加工行業(yè)，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

關(guān)鍵詞：不銹鋼零件；表面；精飾與電解拋光；精飾拉絲加工技術(shù)；焊接

中圖分類號：TV664 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2012）28-0056-03

由于不銹鋼材具有優(yōu)異的耐蝕性、成型性、相容性以及在很寬溫度范圍內(nèi)的強(qiáng)韌性等系列特點，所以在重工業(yè)、輕工業(yè)等行業(yè)中取得廣泛的應(yīng)用。不銹鋼零件投入機(jī)械加工的每張圖紙都有去毛刺的技術(shù)要求，工藝人員在編制工藝時必須考慮增加去毛刺工序，實際生產(chǎn)過程中，通常采用銼刀、布輪、砂布、砂帶等辦法來去毛刺。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展，人工去毛刺已不能適應(yīng)現(xiàn)代市場競爭的產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)方式的要求，精飾拉絲加工技術(shù)逐步取代了傳統(tǒng)的去毛刺工藝，而且越來越被人們重視，目前有些先進(jìn)企業(yè)機(jī)械零件的精飾與拉絲加工技術(shù)已被技術(shù)人員編入技術(shù)要求的內(nèi)容，并形成了技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

各種不銹鋼零件，無論是激光切割加工，還是焊接、銑削、折彎等加工，幾乎都不可避免在零件表面留下一定的缺陷，如表面不平、凸棱明顯、刀痕波紋、飛邊、毛刺、微觀裂紋等。這些缺陷直接影響到零件的外觀質(zhì)量及使用性能，嚴(yán)重造成整機(jī)質(zhì)量及性能指標(biāo)下降。然而，只需增加一道零件表面精飾或拉絲加工工序就能解決這些問題。經(jīng)過幾年來的實驗分析、生產(chǎn)驗證和大量的工藝實驗研究結(jié)果，凡應(yīng)用不銹鋼零件的精飾或表面拉絲加工技術(shù)均可達(dá)到以下指標(biāo)：可靠地去除不銹鋼零件激光切割后留下的毛刺、倒圓銳邊與尖角；有效地清除不銹鋼件表面的磕、碰、劃、焊渣及焊斑等表面缺陷，在原基礎(chǔ)上提高不銹鋼零件加工表面粗糙度1～2級；降低工藝成本，減輕工人勞動強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，無污染，便于機(jī)械化和自動化生產(chǎn)。

不同的不銹鋼零件需要相適應(yīng)的精飾或拉絲加工方法，影響不銹鋼類零件表面質(zhì)量的因素很多，下面介紹幾種提高不銹鋼表面質(zhì)量的方法。

1 提高不銹鋼焊接質(zhì)量

1.1 不銹鋼零件的特點

根據(jù)不銹鋼零件的特點，影響焊接質(zhì)量的因素一般有以下幾個：焊工技術(shù)水平較低；焊件表面不清潔、有污染物等；焊接坡口表面有夾層、裂紋、毛刺等。原因分析：焊接人員對不銹鋼焊接比較生疏，沒有熟練掌握操作技巧，專業(yè)水平不精細(xì)，質(zhì)量意識不強(qiáng)，未嚴(yán)格執(zhí)行作業(yè)指導(dǎo)書；清理焊道時未認(rèn)真清理，表面有電弧擦傷，未磨去弧坑缺陷，前期施工環(huán)境因素影響，焊接點未處理等等原因。

對于以上原因，應(yīng)制定相應(yīng)措施，對作業(yè)焊工進(jìn)行理論培訓(xùn)，講解不銹鋼材料、焊接材料的一般知識與使用規(guī)則，重點培訓(xùn)焊接操作工藝，焊接方法及其特點、工藝參數(shù)、方法順序等，作業(yè)人員之間互相交流。對焊時內(nèi)壁錯邊量不應(yīng)大于0.5mm。

1.2 采取合理的不銹鋼焊接工藝

一般來說，不銹鋼焊接時，采用氬弧焊打底或用藥絲焊接，焊接時采用小電流焊接，這樣不銹鋼成形效果很好。如果風(fēng)速大于0.5m/s的時候，要采取防風(fēng)措施。不銹鋼焊接工藝應(yīng)注意以下幾點：

1.2.1 4mm以下的厚度不用開破口，直接焊接，單面一次焊透。4～6mm厚度對接焊縫可采用不開破

口接頭雙面焊。6mm以上，一般開V或U、X形坡口。

1.2.2 焊接前必須清理干凈鐵銹、油污以及水分，用不銹鋼砂輪片打磨。

1.2.3 焊接時層間溫度控制在80℃～100℃

之間。

1.2.4 焊接時送絲的速度要均勻，選擇時要考慮到電流大小、焊件材料敏感度、焊接位置及操作方式等因素。

1.2.5 第一遍焊接采用滅弧焊接，電流控制在100～105A，點焊焊接。焊接電流是決定焊縫成形的關(guān)鍵因素。通常根據(jù)焊件材料、厚度及坡口形狀來決定。

1.2.6 焊極直徑根據(jù)焊接電流大小決定，電流越大，直徑也越大，焊弧和電弧電影，弧長范圍約0.5～3mm，對應(yīng)的電弧電壓為8～10V。

1.2.7 焊接完成后，進(jìn)行焊縫檢查。合理的焊接順序能有效地減小焊接變形，先焊接變形收縮量較大的焊縫，使其能自由地收縮。注意合理的焊接順序，先點焊，后通焊，分段焊接，每段不超過80mm。盡量做到能折不焊，減少焊接變形。

1.3 合理的焊接方法

合理的焊接順序和焊接方法不僅保證零件的外觀質(zhì)量，還能大大減少零件的后期修整工作量。如果焊接方法不合理變形較大如圖1，焊接方法合理變形較小如圖2。盡量在保證工藝要求前提下采用碰焊或者點焊，點焊時盡可能使焊點焊在折彎硬化區(qū)，降低焊后變形，對于需要保證強(qiáng)度的焊縫，要采用斷續(xù)焊，這就要采取正確的焊接方法和采取相應(yīng)措施，下面介紹幾種焊接方法：

1.3.1 逆向分段法：逆向分段焊，將整個焊縫分成若干段，每一段長度約15～20mm，每一小段的焊接方向與焊接總方向相反，盡可能采用對稱的逆向分段焊，效果明顯。

1.3.2 工裝固定法：該焊接件尺寸較大，焊后容易變形，這里我們采用剛性固定法，加強(qiáng)焊件的剛性，將焊件強(qiáng)行固定，這樣就可以防止焊后變形，效果明顯。

1.3.3 錘擊焊縫法：為了減小焊縫的應(yīng)力，趁焊縫還沒有完全冷卻，對較薄的材料使用木錘進(jìn)行錘擊，來消除部分焊縫上的拉應(yīng)力，并能改善組織緊縮的現(xiàn)象，減少變形，效果良好。

1.3.4 液體冷卻法：為了焊接瞬間聚集的熱量迅速散開，采用邊焊邊用濕布冷卻工件，效果

良好。

1.3.5 導(dǎo)體散熱法：在焊接工件下面放置散熱較快的金屬板材，使焊接熱量能盡快地從工件散發(fā)出來，效果良好。

2 采用表面處理設(shè)備進(jìn)行加工

用拉絲設(shè)備對不銹鋼表面處理是目前非常流行的加工技術(shù)，它是不銹鋼零件精飾處理的基礎(chǔ)。不銹鋼類零件加工前，對不銹鋼板材表面進(jìn)行拉絲處理，能解決板材表面輕微的劃、磕、碰等缺陷，使板材表面質(zhì)量提高。因此使用拉絲設(shè)備，代替人工拉絲，效率高，表面質(zhì)量也有保證。成套的不銹鋼拉絲生產(chǎn)線，包括拉絲機(jī)、貼膜機(jī)和三段多輥平臺。生產(chǎn)過程：不銹鋼板材依靠送料滾臺的定位輪，送入拉絲機(jī)，由于拉絲機(jī)為整條砂帶拉絲，包含了整個大平面，拉絲紋路一致，直線性也非常好，保證了不銹鋼板材的表面拉絲質(zhì)量。

3 制定合理的拉絲工藝

制定合理的拉絲工藝，提高不銹鋼罩殼表面質(zhì)量，以往的不銹鋼零件拉絲工藝為：激光切割→數(shù)控折彎→焊接修整→人工拉絲→涂防指紋漆→貼膜包裝→質(zhì)量檢驗→成品入庫。此工藝路線的缺點是：依靠手工拉絲，工作量大，效率低，勞動強(qiáng)度大，拉絲大平面時，加工出來的產(chǎn)品表面質(zhì)量差，表面容易出現(xiàn)紋路不均勻、深度不一致等缺陷，使零件表面出現(xiàn)色澤不一致現(xiàn)象，這是造成零件外觀質(zhì)量差的主要原因。

采用機(jī)器拉絲后，對不銹鋼零件工藝進(jìn)行了調(diào)整，調(diào)整后工藝路線為：板材拉絲→板材貼膜→激光切割→數(shù)控折彎→焊接修整→人工精飾→電解拋光→貼膜包裝→質(zhì)量檢驗→成品入庫。調(diào)整后工藝的優(yōu)點：運(yùn)用設(shè)備進(jìn)行拉絲前處理，增加板材拉絲及板材貼膜工藝道序，減少板材表面的磕、碰、劃傷，適合大批量零件，生產(chǎn)效率高，拉絲紋路一致性好，外觀質(zhì)量高；增加精飾處理工藝，對成型后的不銹鋼罩殼的表面進(jìn)行補(bǔ)絲、修整，如焊縫的修整，操作工容易操作。

4 電解拋光

利用電解拋光技術(shù)，對不銹鋼類零件進(jìn)行表面處理，來提高不銹鋼罩殼表面質(zhì)量。電解拋光，是以被拋工件為陽極，不溶性金屬為陰極，兩極同時浸入到電解槽中，通以直流電，利用金屬表面微觀凸點在特定電解液中和適當(dāng)電流密度下，發(fā)生陽極溶解從而達(dá)到工件表面拋光的效果。不銹鋼罩殼類零件的電解拋光技術(shù)已經(jīng)在濾棒成型機(jī)機(jī)型上進(jìn)行初步實驗，且效果良好，得到了用戶的認(rèn)可。

4.1 電解拋光原理圖

4.2 電解拋光的特點

內(nèi)外色澤一致，光澤持久，機(jī)械拋光無法拋到的凹處也可整平。生產(chǎn)效率高，成本低廉。增加工件表面抗腐蝕性，可適用于所有不銹鋼材質(zhì)。

4.3 電解拋光工藝流程

除油→水洗→除銹→水洗→電解拋光→水洗→中和→水洗→鈍化→包裝。

經(jīng)過一系列的表面處理方法，不銹鋼零件的外觀質(zhì)量得到明顯改善，表面質(zhì)量大幅度提高，為煙機(jī)濾棒類設(shè)備外觀質(zhì)量的不斷提升，推進(jìn)煙機(jī)產(chǎn)品“研發(fā)上水平、制造上水平、服務(wù)上水平”，打下了堅實的基礎(chǔ)，為卷煙工業(yè)企業(yè)提供更有力的技術(shù)裝備支撐與保障。

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作者簡介：陳學(xué)良（1982-），男，河南許昌人，許昌煙草機(jī)械有限責(zé)任公司結(jié)構(gòu)件分廠技術(shù)組組長，助理工程師，研究方向：煙草機(jī)械鈑金件設(shè)計制造。

（責(zé)任編輯：周加轉(zhuǎn)）