提高不锈钢罩壳表面质量

摘要：不锈钢类零件表面精饰处理及电解抛光技术适用范围非常大，广泛用于机床机械、印刷机械、纺织机械、医疗机械、汽车、电子电器、仪器仪表以及电梯等各种不同形状的不锈钢类零件的表面加工。利用不锈钢零件表面精饰及电解抛光技术提高滤棒成型机不锈钢零件表面质量，将会普及到烟草机械加工行业，产生巨大的经济效益和社会效益。

关键词：不锈钢零件；表面；精饰与电解抛光；精饰拉丝加工技术；焊接

中图分类号：TV664 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）28-0056-03

由于不锈钢材具有优异的耐蚀性、成型性、相容性以及在很宽温度范围内的强韧性等系列特点，所以在重工业、轻工业等行业中取得广泛的应用。不锈钢零件投入机械加工的每张图纸都有去毛刺的技术要求，工艺人员在编制工艺时必须考虑增加去毛刺工序，实际生产过程中，通常采用锉刀、布轮、砂布、砂带等办法来去毛刺。随着科学技术的进步和生产的发展，人工去毛刺已不能适应现代市场竞争的产品质量和生产方式的要求，精饰拉丝加工技术逐步取代了传统的去毛刺工艺，而且越来越被人们重视，目前有些先进企业机械零件的精饰与拉丝加工技术已被技术人员编入技术要求的内容，并形成了技术标准。

各种不锈钢零件，无论是激光切割加工，还是焊接、铣削、折弯等加工，几乎都不可避免在零件表面留下一定的缺陷，如表面不平、凸棱明显、刀痕波纹、飞边、毛刺、微观裂纹等。这些缺陷直接影响到零件的外观质量及使用性能，严重造成整机质量及性能指标下降。然而，只需增加一道零件表面精饰或拉丝加工工序就能解决这些问题。经过几年来的实验分析、生产验证和大量的工艺实验研究结果，凡应用不锈钢零件的精饰或表面拉丝加工技术均可达到以下指标：可靠地去除不锈钢零件激光切割后留下的毛刺、倒圆锐边与尖角；有效地清除不锈钢件表面的磕、碰、划、焊渣及焊斑等表面缺陷，在原基础上提高不锈钢零件加工表面粗糙度1～2级；降低工艺成本，减轻工人劳动强度，提高生产效率，无污染，便于机械化和自动化生产。

不同的不锈钢零件需要相适应的精饰或拉丝加工方法，影响不锈钢类零件表面质量的因素很多，下面介绍几种提高不锈钢表面质量的方法。

1 提高不锈钢焊接质量

1.1 不锈钢零件的特点

根据不锈钢零件的特点，影响焊接质量的因素一般有以下几个：焊工技术水平较低；焊件表面不清洁、有污染物等；焊接坡口表面有夹层、裂纹、毛刺等。原因分析：焊接人员对不锈钢焊接比较生疏，没有熟练掌握操作技巧，专业水平不精细，质量意识不强，未严格执行作业指导书；清理焊道时未认真清理，表面有电弧擦伤，未磨去弧坑缺陷，前期施工环境因素影响，焊接点未处理等等原因。

对于以上原因，应制定相应措施，对作业焊工进行理论培训，讲解不锈钢材料、焊接材料的一般知识与使用规则，重点培训焊接操作工艺，焊接方法及其特点、工艺参数、方法顺序等，作业人员之间互相交流。对焊时内壁错边量不应大于0.5mm。

1.2 采取合理的不锈钢焊接工艺

一般来说，不锈钢焊接时，采用氩弧焊打底或用药丝焊接，焊接时采用小电流焊接，这样不锈钢成形效果很好。如果风速大于0.5m/s的时候，要采取防风措施。不锈钢焊接工艺应注意以下几点：

1.2.1 4mm以下的厚度不用开破口，直接焊接，单面一次焊透。4～6mm厚度对接焊缝可采用不开破

口接头双面焊。6mm以上，一般开V或U、X形坡口。

1.2.2 焊接前必须清理干净铁锈、油污以及水分，用不锈钢砂轮片打磨。

1.2.3 焊接时层间温度控制在80℃～100℃

之间。

1.2.4 焊接时送丝的速度要均匀，选择时要考虑到电流大小、焊件材料敏感度、焊接位置及操作方式等因素。

1.2.5 第一遍焊接采用灭弧焊接，电流控制在100～105A，点焊焊接。焊接电流是决定焊缝成形的关键因素。通常根据焊件材料、厚度及坡口形状来决定。

1.2.6 焊极直径根据焊接电流大小决定，电流越大，直径也越大，焊弧和电弧电影，弧长范围约0.5～3mm，对应的电弧电压为8～10V。

1.2.7 焊接完成后，进行焊缝检查。合理的焊接顺序能有效地减小焊接变形，先焊接变形收缩量较大的焊缝，使其能自由地收缩。注意合理的焊接顺序，先点焊，后通焊，分段焊接，每段不超过80mm。尽量做到能折不焊，减少焊接变形。

1.3 合理的焊接方法

合理的焊接顺序和焊接方法不仅保证零件的外观质量，还能大大减少零件的后期修整工作量。如果焊接方法不合理变形较大如图1，焊接方法合理变形较小如图2。尽量在保证工艺要求前提下采用碰焊或者点焊，点焊时尽可能使焊点焊在折弯硬化区，降低焊后变形，对于需要保证强度的焊缝，要采用断续焊，这就要采取正确的焊接方法和采取相应措施，下面介绍几种焊接方法：

1.3.1 逆向分段法：逆向分段焊，将整个焊缝分成若干段，每一段长度约15～20mm，每一小段的焊接方向与焊接总方向相反，尽可能采用对称的逆向分段焊，效果明显。

1.3.2 工装固定法：该焊接件尺寸较大，焊后容易变形，这里我们采用刚性固定法，加强焊件的刚性，将焊件强行固定，这样就可以防止焊后变形，效果明显。

1.3.3 锤击焊缝法：为了减小焊缝的应力，趁焊缝还没有完全冷却，对较薄的材料使用木锤进行锤击，来消除部分焊缝上的拉应力，并能改善组织紧缩的现象，减少变形，效果良好。

1.3.4 液体冷却法：为了焊接瞬间聚集的热量迅速散开，采用边焊边用湿布冷却工件，效果

良好。

1.3.5 导体散热法：在焊接工件下面放置散热较快的金属板材，使焊接热量能尽快地从工件散发出来，效果良好。

2 采用表面处理设备进行加工

用拉丝设备对不锈钢表面处理是目前非常流行的加工技术，它是不锈钢零件精饰处理的基础。不锈钢类零件加工前，对不锈钢板材表面进行拉丝处理，能解决板材表面轻微的划、磕、碰等缺陷，使板材表面质量提高。因此使用拉丝设备，代替人工拉丝，效率高，表面质量也有保证。成套的不锈钢拉丝生产线，包括拉丝机、贴膜机和三段多辊平台。生产过程：不锈钢板材依靠送料滚台的定位轮，送入拉丝机，由于拉丝机为整条砂带拉丝，包含了整个大平面，拉丝纹路一致，直线性也非常好，保证了不锈钢板材的表面拉丝质量。

3 制定合理的拉丝工艺

制定合理的拉丝工艺，提高不锈钢罩壳表面质量，以往的不锈钢零件拉丝工艺为：激光切割数控折弯焊接修整人工拉丝涂防指纹漆贴膜包装质量检验成品入库。此工艺路线的缺点是：依靠手工拉丝，工作量大，效率低，劳动强度大，拉丝大平面时，加工出来的产品表面质量差，表面容易出现纹路不均匀、深度不一致等缺陷，使零件表面出现色泽不一致现象，这是造成零件外观质量差的主要原因。

采用机器拉丝后，对不锈钢零件工艺进行了调整，调整后工艺路线为：板材拉丝板材贴膜激光切割数控折弯焊接修整人工精饰电解抛光贴膜包装质量检验成品入库。调整后工艺的优点：运用设备进行拉丝前处理，增加板材拉丝及板材贴膜工艺道序，减少板材表面的磕、碰、划伤，适合大批量零件，生产效率高，拉丝纹路一致性好，外观质量高；增加精饰处理工艺，对成型后的不锈钢罩壳的表面进行补丝、修整，如焊缝的修整，操作工容易操作。

4 电解抛光

利用电解抛光技术，对不锈钢类零件进行表面处理，来提高不锈钢罩壳表面质量。电解抛光，是以被抛工件为阳极，不溶性金属为阴极，两极同时浸入到电解槽中，通以直流电，利用金属表面微观凸点在特定电解液中和适当电流密度下，发生阳极溶解从而达到工件表面抛光的效果。不锈钢罩壳类零件的电解抛光技术已经在滤棒成型机机型上进行初步实验，且效果良好，得到了用户的认可。

4.1 电解抛光原理图

4.2 电解抛光的特点

内外色泽一致，光泽持久，机械抛光无法抛到的凹处也可整平。生产效率高，成本低廉。增加工件表面抗腐蚀性，可适用于所有不锈钢材质。

4.3 电解抛光工艺流程

除油水洗除锈水洗电解抛光水洗中和水洗钝化包装。

经过一系列的表面处理方法，不锈钢零件的外观质量得到明显改善，表面质量大幅度提高，为烟机滤棒类设备外观质量的不断提升，推进烟机产品“研发上水平、制造上水平、服务上水平”，打下了坚实的基础，为卷烟工业企业提供更有力的技术装备支撑与保障。

参考文献

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北京：机械工业出版社，1992.

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[5] 胡正前，张文华.表面技术[M].武汉：武汉工业大学出版社，1997.

作者简介：陈学良（1982-），男，河南许昌人，许昌烟草机械有限责任公司结构件分厂技术组组长，助理工程师，研究方向：烟草机械钣金件设计制造。