生产钢桶所用的原材料钢板,大致可分为三种:一是普通碳素钢薄钢板(热轧薄钢板);二是优质碳素钢薄钢板(冷轧薄钢板);三是镀锌薄钢板。虽然这三种材料在其性能上有很多差异,但其主要的化学成份是一致的。而影响薄钢板性能的化学元素主要是碳c、硫s、磷p等,当然,这些元素也将直接影响着钢桶的质量。除此之外,影响钢桶质量的因素还有钢板的表面质量,如表面的平整度、均匀度、油污、锈迹、氧化皮等。下面我们按钢桶的生产工序来分析以上各项对钢桶质量的影响。
一、对钢桶顶盖加工的影响
1.钢桶桶盖的落料拉深和预卷边。
①钢板含碳量对桶盖成型的影响。如果含碳、硫、磷量过高,则钢板的塑性就会降低,硬度和脆性相应地会增大,其拉深性能降低。在冲压桶盖时,将会产生还没有拉深到工艺要求的尺寸,钢板就会在桶盖的圆角处被拉裂。即使拉到尺寸而未破裂,但已经有微裂纹存在。这是影响钢桶质量的潜在因素,它在运输或盛装内容物时,只要稍有跌摔或碰撞,就会出现渗漏。再则,由于硬度增大,钢板的回弹力增强,预卷后易回弹。
②钢板表面质量对桶盖成型的影响。如果钢板表面凹凸不平,或薄厚不均,在冲压成形时,由于模具的间隙是一定的,钢板进入模具中,可能会因间隙大小不同而产生毛刺、撕裂、波浪状的凸缘边及凸耳等。有时还可能夹入模具中(因为间隙过小),损坏模具,而影响桶盖的正常生产。由于钢板表面凹凸不平或厚度不均,在桶盖的落料拉深时已经出现了问题,如果将它流入到下道工序,在预卷边时,凸耳处由于料多而卷实,而凸耳旁边料少的部分还不一定能卷上,用这样的桶盖制作钢桶,其质量是无法保证的。
2.钢桶桶口的加工成形
钢桶的桶口形式根据钢桶的类别不同而分为小开口钢桶、中开口钢桶、直开口钢桶和开口缩颈钢桶。我们这里只谈小开口钢桶和中开口钢桶的桶口。
①小开口钢桶。小开口钢桶的桶口是由一个注入口和一个透气口组成。它的加工方法是将螺圈通过机械咬合的方式压合在桶盖上。它的加工工序为一是冲孔翻边;二是螺圈锁合。如果材料的化学成份中含碳量和含硫、磷量超标,材料的冲压性能下降,在冲孔翻边和螺圈锁合时,冲孔的边缘将产生裂纹,造成桶口渗漏;如果钢板表面凹凸不平或薄厚不均匀,冲孔时易产生毛刺,螺圈锁合时也由于薄厚不均而密封不严,从而造成渗漏。
②中开口钢桶。中开口钢桶是在桶顶上只有一个桶口,而桶口直径大于70mm,但小于桶顶直径。这种桶口的加工方法一般是通过冲孔翻边,再进行二次翻边而成。如果钢板中碳、硫、磷含量过高,在冲孔翻边时会产生裂纹,在进行二次翻边时,裂纹将会延伸;如果钢板表面凹凸不平或薄厚不均,冲孔时由于间隙大小不均而产生毛刺,翻边时易产生微裂纹。而这些微裂纹在进行二次翻边时将增大。
二、对桶身加工的影响
桶身加工时的工序较多,下面我们逐个的进行分析:
1.对桶身下料工序的影响。桶身下料主要是钢板在剪切力的作用下,裁剪成桶身加工时工艺所需的尺寸。它要求剪切的钢板平整、无塌角和卷角现象、尺寸精确等。
①如果钢板的含碳、硫、磷量超标,则材料的塑性降低,剪切时容易形成塌角,而带有塌角的桶身料在下道工序喂入磨边机时,容易卷角。而卷角后的桶身,在后道加工工序中,容易造成废、次品;
②如果表面不平整,剪切时很难保证其尺寸的加工精度。
2.对桶身磨边工序的影响。桶身板料的磨边是将剪切好的桶身料缝焊搭边的两个边通过输送链条喂入装有上下砂轮的磨边机中,通过上下砂轮对其打磨,消除其表面上的油污、氧化皮及其超差部分的厚度,以利于下道工序的焊接。
①如果钢板含碳、硫、磷量过高,则钢板的硬度增大,磨削时所需的磨削力增大,随之磨削所产生的热量也将增大。由于磨削热量的增大,在磨削的钢板表面就会出现烧伤(发兰)、氧化、粘接砂粒(表面粗糙)等现象。这些都不利于桶身焊接;
②如果表面凹凸不平,磨削时,凸起的地方磨削量大,而凹下的地方可能磨削不上。从而使油污、氧化皮等继续存在,焊接时,易造成表面烧伤等缺陷;
③如果钢板表面有油污、氧化皮等,在磨削时,易产生油烟和粉尘。不但污染了环境,同时也影响了职工的身体健康。
3.对桶身卷圆工序的影响。桶身卷圆是经过磨边后的桶身板料在卷圆机的作用下,通过材料的塑性变形而获得的圆筒形桶身。如果桶身钢板的含碳量高,其塑性将降低,回弹量就会增大,桶身板料在同一卷圆力的作用下,不能达到工艺要求的卷圆形状。
4.对桶身点焊和缝焊工序的影响。桶身的点焊和缝焊工序是通过一对电极对桶身搭接边传递电阻热和电极压力,使其达到熔融状态后,再在电极压力的作用下,而被粘接在一起。
①如果桶身板料的含碳、硫、磷量高,材料的塑性变形能力下降,线膨胀系数就增大,塑性温度区变窄。焊接时,易出现裂纹、夹杂等缺陷;
②如果表面有氧化皮,在焊接时,容易使电极与板件表面粘连,在桶身板加热膨胀中,可能形成深压坑,焊后抬起电极时,可能因粘连将焊缝处撕毁,严重影响焊件表面质量;
③如果焊接表面有油污和杂质,焊接时,则会产生气孔和裂纹,从而影响焊接的气密性。另外,油污等杂质在焊接时,会产生有害性的气体和烟尘,从而造成环境污染和危害人身健康。
5.对桶身翻边、压线、胀筋工序的影响。对于桶身的翻边、压线、胀筋工序,有些制桶企业是采用一道工序;有的企业采用二道工序;有的企业还采用三道工序。尽管各企业采用的加工方法各不相同,但结果是一致的。如果桶身钢板含碳、硫、磷量过高,材料的塑性变形能力下降,韧性差。而它的强度和硬度将有所增大,脆性也随之增大。所以在翻边时,翻边边缘出现裂纹,有些甚至于出现大的裂口。由于材料的硬度增大,回弹严重,所以翻边后的尺寸达不到工艺要求;在压线和胀筋时,由于回弹问题的存在,使得小线和桶筋不能凸起。另外,由于材料较脆,在压线和胀筋时,容易断裂或出现裂纹。
三、对钢桶装配
