凹印機(jī)烘干箱變形問題及預(yù)防措施

凹印機(jī)烘干箱的體積大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加之其采用的是厚度為1～6mm的薄板材料，在制造過程中容易出現(xiàn)各種變形問題，因此成為了所有鉚焊件中制造難度較大、技術(shù)含量較高的零部件之一。為了解決烘干箱的變形問題，不僅要求鉚焊人員在制造過程中不斷提高業(yè)務(wù)水平，還要求他們能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的各種變形問題，以便采取有效的預(yù)防措施進(jìn)而保證良好的烘干效果。下面，筆者就談一談凹印機(jī)烘干箱制造過程中常見的變形問題以及采取的預(yù)防措施，供同行參考。

組裝中的變形問題及預(yù)防措施

在烘干箱各零部件的組裝過程中，可預(yù)見的變形問題及預(yù)防措施如下。

1.下料過程中的變形問題及預(yù)防措施

為防止下料過程中烘干箱發(fā)生變形，在下料的同時(shí)還應(yīng)檢測(cè)下料的對(duì)角線尺寸，嚴(yán)格控制材料的尺寸公差。例如，活動(dòng)箱內(nèi)膽的內(nèi)側(cè)板一般選用不銹鋼材料，而不銹鋼材料的膨脹系數(shù)是普通鋼板的1.5倍，導(dǎo)熱性較差，而且其厚度通常在1.5～2mm之間，屬薄板范疇，所以在采用數(shù)控等離子切割機(jī)進(jìn)行切削時(shí)，內(nèi)側(cè)板會(huì)不可避免地出現(xiàn)波浪變形。

預(yù)防措施：首先必須去除每塊切削好的板材周邊的氧化膜與毛刺，然后將其放置在平臺(tái)上，用板條輕拍或用木質(zhì)榔頭沿波浪變形部位的邊緣進(jìn)行分散錘擊釋放應(yīng)力，使波浪變形得以展平。

2.通風(fēng)管的變形問題及預(yù)防措施

通風(fēng)管的彎曲角度一般應(yīng)設(shè)計(jì)為330°～345°，對(duì)材料的要求是：平、正、準(zhǔn)。彎曲角度通過折彎?rùn)C(jī)的壓彎功能實(shí)現(xiàn)，在壓彎過程中要選擇合適的模具，鑒于材料自身固有的回彈性能，壓彎時(shí)的角度一般應(yīng)超過預(yù)定彎曲角度8°～10°。

另外，還要保證通風(fēng)管風(fēng)嘴面板成型后與烘干箱面板角度的一致性。為此，在組裝烘干箱內(nèi)膽時(shí)可采取反變形方式，即先使通風(fēng)管風(fēng)嘴面板與烘干箱面板之間保持一定夾角，這樣成型后在二者相連處會(huì)凹陷一定的弧度，凹陷深度與水平面的距離為2～3mm，當(dāng)焊接完成后便可自動(dòng)校平。

3.烘干箱外側(cè)板制造過程中的變形問題及預(yù)防措施

一般，烘干箱外側(cè)板的厚度為6mm，屬于中厚板范疇，下料完成后首先要用角磨機(jī)或渣錘去除板材周邊的毛刺與飛濺。若外側(cè)板的變形面積不大，采用手錘敲擊分散校平即可；若變形面積較大，則可利用三輥輥板機(jī)，將外側(cè)板放置在輥板上面的襯板上，對(duì)其進(jìn)行反向滾動(dòng)即可。

4.內(nèi)膽的變形問題及預(yù)防措施

在烘干箱內(nèi)膽組裝過程中，兩側(cè)風(fēng)道與中間通風(fēng)管之間連接處的風(fēng)嘴會(huì)產(chǎn)生凸起變形。為避免這種變形問題的發(fā)生，在組裝內(nèi)膽時(shí)可采用對(duì)稱制作方式，即先定位焊兩側(cè)風(fēng)道，再連接中間通風(fēng)管；焊接時(shí)將以往在風(fēng)腔內(nèi)側(cè)先焊接中間側(cè)板與通風(fēng)管，然后再封閉后圍板的方式，改為將內(nèi)膽整體組裝完成后再整體焊接的方式，且將焊縫形式改為分段對(duì)稱焊接方式。

內(nèi)膽風(fēng)腔屬于烘干箱的核心部件之一，其主要由風(fēng)道、風(fēng)道之間的通風(fēng)管、前后面板、上下封板、進(jìn)風(fēng)口、圓弧板、分風(fēng)板、后圍板等組成。在內(nèi)膽風(fēng)腔的組裝過程中，首先應(yīng)將前后面板、風(fēng)道之間的通風(fēng)管與內(nèi)膽和外側(cè)板連接在一起，然后以風(fēng)腔的前面板為基準(zhǔn)，用倒裝的方式進(jìn)行組裝，保證前面板的四個(gè)角始終與平臺(tái)面相接觸，再進(jìn)行內(nèi)側(cè)板、上下封板及后圍板的組裝。組裝完成后，用手錘對(duì)候補(bǔ)拼縫進(jìn)行錘擊，以此來(lái)釋放焊接時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。值得注意的是，焊接時(shí)應(yīng)將內(nèi)膽兩端支撐固定后，再進(jìn)行全位置焊接。

5.烘干箱固定箱外側(cè)板的變形問題及預(yù)防措施

烘干箱固定箱的外側(cè)板上有許多用以安裝導(dǎo)向輥的孔，加之板面寬度較窄（一般為150mm），因此固定箱外側(cè)板上有孔的部位易產(chǎn)生撓曲變形。根據(jù)多年總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為固定箱的變形量因箱體總高度的不同而略有差異，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)：總高度為1.4m的固定箱組裝完成后，其變形量大致為2.5～3mm；總高度為1.6m的固定箱組裝完成后，其變形量大致為3～4mm；總高度為2.4m的固定箱組裝完成后其變形量大致為5～7mm。為盡可能避免上述變形問題發(fā)生，在組裝固定箱的外側(cè)板與圍板時(shí)可采用反變形方式，即在焊接之前用手錘錘擊外側(cè)板的上下邊緣，使其產(chǎn)生一定的預(yù)反變形，預(yù)反變形量根據(jù)固定箱總高度來(lái)調(diào)整，一般為總高度的2%左右。焊接完成后焊接變形產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力會(huì)使外側(cè)板發(fā)生形變，其會(huì)與事先的預(yù)反變形相抵消，從而達(dá)到校正固定箱外側(cè)板變形的目的。

6.外圍板的變形問題與預(yù)防措施

通常情況下，烘干箱外圍板的寬度為1000～2500mm，板材厚度一般為3mm。因?yàn)橥鈬迮c外側(cè)板在寬度和厚度上存在較大的差異，所以將二者焊接在一起時(shí)，經(jīng)常會(huì)因焊接速度和方式的不同而造成焊接熱影響區(qū)面積大小不一，從而導(dǎo)致焊接應(yīng)力不均勻，進(jìn)而使外圍板產(chǎn)生凹凸不平的波浪變形。

為預(yù)防上述變形問題的發(fā)生，在焊接前應(yīng)將外圍板放置在平臺(tái)上，用手錘沿外圍板的外邊緣錘擊（錘擊區(qū)域示意圖如圖1），使該部位的板材沿纖維方向伸長(zhǎng)到1～1.5mm。待外圍板與外側(cè)板焊接完成后，發(fā)生預(yù)變形的外圍板因受熱收縮而恢復(fù)到原始狀態(tài)，這樣就可緩解外圍板在焊接過程中的波浪變形程度。

焊接過程中應(yīng)采取的措施

烘干箱零部件組裝完成后，接下來(lái)就進(jìn)入了焊接工序，為提高烘干箱的焊接質(zhì)量，緩解焊接應(yīng)力產(chǎn)生的焊接變形，在選用焊接設(shè)備時(shí)應(yīng)優(yōu)先選用焊接熱影響區(qū)窄、焊接應(yīng)力小、變形較小的氬弧焊焊機(jī)來(lái)進(jìn)行施焊。除此以外，筆者還提出以下措施。

（1）對(duì)烘干箱內(nèi)膽進(jìn)行定位焊或者點(diǎn)焊后，不論焊點(diǎn)大小如何，一律采用角磨機(jī)將焊縫打磨平整，并露出金屬光澤（注意，此時(shí)要保護(hù)焊縫周邊金屬的表面金屬氧化膜），以為焊縫的后續(xù)焊接打好基礎(chǔ)。

（2）焊機(jī)焊接電流的調(diào)整范圍應(yīng)嚴(yán)格控制在50～70A。注意，在焊接過程中不得隨意采用大電流施焊，同時(shí)應(yīng)盡可能提高焊接速度，減小焊縫熱影響區(qū)面積。

（3）焊接時(shí)使用的電極應(yīng)優(yōu)先選用鎢極，鎢極直徑一般為1.6～2.0mm，另外，還要將鎢極端頭的形狀打磨成平錐狀，并輕微倒鈍，使其錐形面夾角為15°～30°。值得注意的一點(diǎn)是，為保證使用的鎢極端頭不受油污、銹蝕、潮濕、酸堿介質(zhì)等污染，每次使用過后都要做到“隨用隨清理”。

（4）采用短弧焊接，焊接時(shí)鎢極端頭與焊件或熔池之間的距離始終保持在1～2mm范圍內(nèi)，且鎢極不得與焊件或熔池發(fā)生直接接觸，以免焊縫產(chǎn)生夾鎢現(xiàn)象，破壞鎢極形狀，致使電弧不能穩(wěn)定燃燒，直接影響焊縫的焊接質(zhì)量；鎢極的伸出長(zhǎng)度應(yīng)控制在3～10mm，具體長(zhǎng)度還應(yīng)視焊接位置、焊接電流及所用焊絲的粗細(xì)程度來(lái)決定；焊接位置優(yōu)先選用平焊或者平角焊。

（5）焊接時(shí)，焊炬外露的鎢極與焊件焊縫中心的夾角應(yīng)控制在75°左右，焊件與焊絲之間的夾角應(yīng)保持在15°～30°，同時(shí)還要保證鎢極與焊絲之間的夾角為90°。

（6）添加焊絲時(shí)可采用兩種送絲方式：①斷續(xù)送絲，即間斷性地向熔池內(nèi)添加焊絲，但必須保證焊絲的端頭始終處在氬氣的保護(hù)狀態(tài)下；②連續(xù)送絲，在焊接過程中不間斷地添加焊絲，這個(gè)過程中焊絲的端頭要始終停留在熔池及鎢極電弧燃燒的前端，還必須保證焊絲端頭始終不得與鎢極發(fā)生直接接觸，且焊絲端頭始終處在氬氣的保護(hù)狀態(tài)下。

（7）焊接順序：先焊接烘干箱內(nèi)膽背面的焊縫，再焊接正面焊縫；采取先焊接短焊縫，后焊接長(zhǎng)焊縫的焊接方式；焊接過程中還應(yīng)使鎢極始終對(duì)準(zhǔn)焊件焊縫的中心，不得偏離或偏移；焊縫結(jié)構(gòu)應(yīng)對(duì)稱分布。

針對(duì)烘干箱的變形問題，除了在組裝和焊接過程中采取的預(yù)防措施外，筆者認(rèn)為還有一些可行的技術(shù)措施能對(duì)預(yù)防變形起到一定的作用。例如，在利用數(shù)控切割機(jī)對(duì)不銹鋼內(nèi)側(cè)板進(jìn)行切割時(shí)，先不進(jìn)行進(jìn)風(fēng)口的切割，待內(nèi)膽組裝并焊接校正完成后，再現(xiàn)場(chǎng)劃線，用等離子切割機(jī)切割出進(jìn)風(fēng)口，這樣做的好處在于：劃線容易操作，在保證進(jìn)風(fēng)口形狀的同時(shí)，還可避免變形問題；制造烘干箱外圍板時(shí)，可將板材拼接處折成加強(qiáng)彎的結(jié)構(gòu)形式，采用卷邊對(duì)接或角接結(jié)構(gòu)進(jìn)行組焊；編制烘干箱內(nèi)膽工藝時(shí)，對(duì)于內(nèi)膽結(jié)構(gòu)中彎曲拐點(diǎn)不多、烘腔比較寬的風(fēng)腔，可采用整個(gè)腔道折彎拼接的方式，減少焊縫長(zhǎng)度，以避免焊接過程因焊接應(yīng)力而產(chǎn)生的變形問題。以上各項(xiàng)技術(shù)措施的實(shí)施，既可解決烘干箱的結(jié)構(gòu)性問題，增加烘干箱強(qiáng)度，還可預(yù)防烘干箱的變形問題，幫助鉚焊人員在制造類似烘干箱等鉚焊件中積累有用的經(jīng)驗(yàn)。