古育華

（汕頭輕工機(jī)械廠有限公司，廣東 汕頭 515021）

1 制罐工藝流程和超薄DR鐵的特性

DR馬口鐵就是二次冷軋超薄馬口鐵。馬口鐵制罐廣泛應(yīng)用，其工藝流程為：罐身制造—罐蓋制造—封口，如圖1 所示。DR鐵的特性見表1。

圖1 電阻焊接罐生產(chǎn)工藝流程

表1 DR鐵的特性

2 制罐生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題

由于板材的材質(zhì)成分不均勻、不規(guī)范、硬點(diǎn)多和雜亂，以及機(jī)械運(yùn)行的動(dòng)態(tài)變化，均會(huì)造成制罐生產(chǎn)過程中不穩(wěn)定的情況出現(xiàn)，廢品率增加。

2.1 罐身和焊縫

由于材質(zhì)的反彈性大，罐身板卷圓后，圓度差，罐身顯小“6”字型，頭尾出現(xiàn)小段直邊拖尾（小罐更明顯），罐身不平行的長(zhǎng)短腳。

由于材料硬點(diǎn)多且雜亂，對(duì)接焊縫后，焊點(diǎn)不均勻，容易出現(xiàn)冷焊、漏焊、虛焊、飛濺和過焊甚至擊穿等廢罐身。

2.2 縮頸、翻邊、滾壓加強(qiáng)筋和封口

縮頸是為了減少罐蓋的材料消耗，有效降低鐵皮成本。在此過程中，由于材質(zhì)成分不均勻、不規(guī)范、硬點(diǎn)多和雜亂、罐身焊縫處存在高溫氧化物和金相組織異常變化等，會(huì)出現(xiàn)縮頸處微皺褶、不光滑，甚至焊縫處氧化膜與涂料膜脫落、清晰起棱。

翻邊是封口的準(zhǔn)備工序，形成需要的形狀尺寸邊緣，而罐身不平行的長(zhǎng)短腳會(huì)造成翻邊寬窄不勻、翻邊過度和翻邊不足，甚至出現(xiàn)翻邊內(nèi)折和脫角，特別容易在焊縫附近出現(xiàn)最致命的裂口。

使用薄鐵就是為了節(jié)約材料、降低成本，而壁厚變薄易造成抗內(nèi)、外壓強(qiáng)度下降，為增加抗負(fù)壓強(qiáng)度，必須在罐身上滾壓加強(qiáng)筋，以防止碰撞擠壓變形。滾壓加強(qiáng)筋后易出現(xiàn)有缺滾或首尾不接、雙線等問題。

封口通常習(xí)慣叫封底，就是將罐身和罐蓋卷封結(jié)合在一起。二重卷封是目前常見的5層鐵皮咬合方式，作為制罐的后道工序，前面工序生產(chǎn)的不足和缺陷在這里會(huì)充分暴露。常見的缺陷有尖銳卷封、切罐、滑罐、下垂、V形突出、密封膠溢出、擦傷等。

3 防止廢品率增加的措施

3.1 罐身板的質(zhì)量要求

首先馬口鐵必須要有質(zhì)量保證書，應(yīng)按板材卷號(hào)區(qū)分，不能混合使用不同性能的板材，同時(shí)板材使用的軋制方向應(yīng)在定貨時(shí)注明，應(yīng)明確板材軋制方向?yàn)楣奚沓蓤A方向。建議不要使用二等質(zhì)量的板材，這樣才能有效保證調(diào)質(zhì)度系數(shù)等重要性能。

對(duì)涂料鐵與彩印鐵目前內(nèi)涂外印罐幾乎已全部采用留空方式，控制鍍錫量不大于E1（2.8g／m2）。通常留空區(qū)域約4mm，補(bǔ)涂帶的寬度控制為：留空寬度＋4mm，同時(shí)留空的尺寸和位置準(zhǔn)確無誤，留空區(qū)域嚴(yán)禁帶料等。

調(diào)質(zhì)度不均勻容易造成成型后罐身輸送或焊接不良，因?yàn)樵谝欢ǖ膲毫ο码S著鐵皮硬度的增加，表面接觸電阻增加，所需的電流減少。

罐身板切板質(zhì)量要求罐身板尺寸偏差必須控制在：成圓方向（＋0.10，0.00）、罐高方向（±0.10）mm、直角度≯0.10mm、毛口≯0.15×板厚；同時(shí)應(yīng)注意保持毛口方向的正確性，成圓方向毛口應(yīng)位于罐身搭接的內(nèi)側(cè)，罐高方向毛口應(yīng)避免位于罐身筒鋁蓋一側(cè)的內(nèi)面。這有利于保證焊縫質(zhì)量和確保鋁底／蓋二重卷邊的密封性。焊接時(shí)，如果鐵皮毛邊過大，焊接壓力過低，焊接電流過大，焊接速度過快，熱融的金屬飛濺出焊縫而成飛濺。

3.2 焊接罐身的焊縫要求

高質(zhì)量的罐身板只是焊好罐的基本條件，高頻焊機(jī)的調(diào)整操作依然是關(guān)鍵。對(duì)于DR鐵材料成圓是焊縫完美的第一步，至關(guān)重要，且鐵調(diào)整則是成圓的關(guān)鍵。對(duì)于常規(guī)的成圓結(jié)構(gòu)，一定要保證導(dǎo)板、滾軸之間的間隙要求，同時(shí)應(yīng)保證導(dǎo)板與導(dǎo)板、導(dǎo)板與滾軸、滾軸與滾軸之間的平行度要求。

圖2 為汕輕焊機(jī)QM－220成圓機(jī)結(jié)構(gòu)圖。各輥軸及導(dǎo)板位置調(diào)整如下：

圖2 汕輕焊機(jī)QM－220成圓機(jī)結(jié)構(gòu)

（1）輥軸之間的間隙控制要求為：① 上下輸送輥軸A、B之間不必調(diào)整；② 上下揉鐵輥軸C、D之間間隙為（1／2～2／3）馬口鐵厚度；③ 上下成圓輥軸E、F之間間隙為1／2馬口鐵厚度。

（2）輥軸與導(dǎo)板之間的間隙控制要求為：①上導(dǎo)板1與下揉鐵輥軸D之間的間隙為0.4mm；②下揉鐵輥軸D與揉鐵導(dǎo)板5之間的間隙為0.05mm；③上成圓輥軸E與第二揉鐵導(dǎo)板6之間的間隙為0.5mm；④上成圓輥軸與成圓導(dǎo)板之間的間隙為0.05mm。

對(duì)于DR鐵材料重要在揉鐵，即揉鐵輥C、圓弧揉鐵導(dǎo)板5、導(dǎo)板1、2、7和小軸相互關(guān)系的調(diào)整。針對(duì)DR鐵材料的特性，加強(qiáng)揉鐵的深度可以有效地抑制成圓后的反彈展開，以及直板拖邊的長(zhǎng)度。

焊接壓力越大，接觸電阻越小焊接越穩(wěn)定。但焊接壓力太大容易產(chǎn)生飛濺和過焊；焊接壓力太小，則出現(xiàn)冷焊、漏焊、虛焊，合適的壓力需要焊接電流的配合。習(xí)慣使用的靜態(tài)變頻電源屬于低脈寬調(diào)制技術(shù)，其波形對(duì)于硬點(diǎn)多的材料更不理想，峰值過高，焊輪與鐵板以及兩鐵板之間的接觸電阻變化相對(duì)加大，不僅要求焊接電流的均值更加穩(wěn)定，而且要求焊接電流的峰值也盡可能降低，以保證焊點(diǎn)核心區(qū)的溫度（特別是雜質(zhì)硬點(diǎn)）不致過高，否則，必然導(dǎo)致焊縫過硬而脆化。而調(diào)制波靜態(tài)變頻電源的使用明顯減少了焊縫飛濺、翻邊裂口的現(xiàn)象，使焊縫韌性明顯提高，更易通過撕拉試驗(yàn)。調(diào)制波靜態(tài)變頻電源的特點(diǎn)是焊接電流均值更加穩(wěn)定。

搭接規(guī)和定徑規(guī)是罐型模具，其作用是控制焊接的搭接量和罐徑。由于DR鐵的反彈性，要求導(dǎo)罐既結(jié)構(gòu)緊湊、正確又平滑穩(wěn)定，盡量減少接觸點(diǎn)的速度差對(duì)罐均勻運(yùn)行的影響

3.3 翻邊機(jī)的選擇

翻邊過程中在焊縫附近出現(xiàn)裂口是致命的，因此選擇不同翻邊方式的機(jī)器很重要。擠壓翻邊對(duì)罐筒施加的外沖擊力大，薄壁罐難承受擠壓，易裂，對(duì)DR鐵翻邊不推薦使用。其他如滾壓式、旋壓式和搖擺式，翻邊滾壓變形均勻緩慢，而旋壓式翻邊模結(jié)構(gòu)上由多個(gè)翻邊小滾輪組成，翻邊質(zhì)量更好，薄壁罐更適用也有利于高速翻邊；搖擺式翻邊，模具的旋轉(zhuǎn)偏心狀態(tài)、擠壓強(qiáng)度稍低也適應(yīng)薄壁罐筒的翻邊。

4 生產(chǎn)過程裂口解決措施實(shí)例

在使用高頻電阻焊制作焊接罐身的過程中，按正常生產(chǎn)使用T2.5硬度鐵皮，厚度為0.18mm，汕輕焊機(jī)型號(hào)為QM－280，罐型為5133，（露露和椰子汁罐）。這是很普遍的最小罐型生產(chǎn)情況，制罐廢品率不大于4‰。當(dāng)把鐵皮改為厚度為0.16mm的DR8鐵皮，而焊機(jī)其他參數(shù)設(shè)定不變時(shí)，焊接后對(duì)焊縫進(jìn)行拉撕試驗(yàn)時(shí)會(huì)出現(xiàn)斷裂過燒、毛邊，成品率大大下降；同時(shí)在后道翻邊工序時(shí)，焊縫和其附近出現(xiàn)了不少裂口，可以說使用該種DR8鐵皮生產(chǎn)是失敗的。

經(jīng)過分析，出現(xiàn)此現(xiàn)象是由于材質(zhì)的問題。經(jīng)分析和試驗(yàn)認(rèn)為DR8鐵皮反彈性大，揉鐵強(qiáng)度不足，二次冷軋時(shí)，產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力沒有在揉鐵過程中最大限度地消失，出現(xiàn)成圓后反彈和直邊拖邊現(xiàn)象；同時(shí)由于材料的硬點(diǎn)分布不均勻，雜質(zhì)硬化物分散，在焊縫點(diǎn)出現(xiàn)過焊、度焊等情況，因此在焊縫拉撕試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)斷條、不能彎折，在翻邊處出現(xiàn)裂口，造成廢品率高，不能生產(chǎn)。

重新調(diào)整揉鐵區(qū)的間隙，加大揉鐵強(qiáng)度，修改小圓弧揉鐵板的圓弧半徑、減小背斜角、增設(shè)銅線檢測(cè)控制點(diǎn)，使銅線運(yùn)行速度精確，同時(shí)更換低峰值的變頻電源，在翻邊區(qū)使用旋壓式或搖擺式翻邊機(jī)。采取以上措施后成品率得到提高，滿足了市場(chǎng)要求。

5 前景分析

眾所周知，用DR二次冷軋薄板制罐的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約材料 、成本低，有更好的抗壓強(qiáng)度。之所以長(zhǎng)期沒有采用這種材料，一方面是制造一次冷軋板對(duì)鋼種成分控制和工藝要求更加嚴(yán)格，另一方面則是二次冷軋薄板延伸率不足，反彈性大。為了更有效地控制成圓的穩(wěn)定性，在成圓站加一個(gè)防板料回彈的導(dǎo)槽，使成圓的罐體更穩(wěn)；甚至國(guó)外有的制造商在研究多級(jí)揉鐵結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)揉鐵強(qiáng)度，減少屈服反彈。最近有些制造商在研究智能式成圓站，可自動(dòng)辨別馬口鐵板料的硬度，并自動(dòng)調(diào)整，我們將拭目以待。

［1］楊文亮，辛巧娟.金屬包裝容器金屬罐制造技術(shù)［M］.北京：印刷工業(yè)出版社，2011.

［2］楊幫英.罐頭工業(yè)手冊(cè)［M］.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社，1987.