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        搪玻璃水槽的生產(chǎn)工藝研究

        2020-11-05 04:57:04鄧建華徐義唯劉森林
        建材世界 2020年5期
        關(guān)鍵詞:夾渣酸堿氣孔

        鄧建華,彭 濤,徐義唯,劉森林

        (蚌埠化工機械制造有限公司,蚌埠 233000)

        近年來隨著國家倡議從中國制造到中國創(chuàng)造。各行各業(yè)都在加強管理,提質(zhì)增效。在實驗室為了減少不必要的浪費也將不銹鋼酸堿槽改為搪玻璃水槽。因為搪玻璃酸堿槽耐用壽命是現(xiàn)在已知材料中最長的,又不影響實驗結(jié)果,因此是實驗室的首選,是做強酸、強堿化學(xué)實驗必備器具。

        1 材料選擇

        選擇上海寶鋼1 mm厚搪瓷專用鋼板。它含碳量低,既保證機械強度、力學(xué)性能,又保證化學(xué)成分滿足要求。

        1.1 鋼板化學(xué)五元素含量

        1)碳:碳的含量多少決定材料可涂搪性和機械加工性能,含碳量必須小于0.1%。鋼板中較低的含碳量可以增加鋼板的塑性和韌性,也提高材料可焊接性能和可涂搪性能。也就是碳的多少影響著表面的光潔和美觀。因為碳的存在,在產(chǎn)品多次的高溫?zé)蛇^程中會產(chǎn)生大量的氣體,使瓷層表面產(chǎn)生針孔,多的話還能產(chǎn)生魚鱗狀剝落。鋼板中碳含量越高,搪燒過程中產(chǎn)生的有害氣體越多,對產(chǎn)品質(zhì)量的危害性越大。因此在搪瓷鋼板中必須要對碳的含量進行控制。

        2)硅:硅能增強鋼的強度和膨脹系數(shù),但是降低了鋼的韌性和延展性,過高的硅含量會降低瓷層與鋼板之間的密著。因此硅含量必須控制在一定的范圍內(nèi),一般要求硅含量在0.01%~0.04%之間。

        3)錳:錳能增強鋼板韌性和延展性,錳的好處在于能夠與鋼板中的硫結(jié)合形成硫化錳,消除有害氣體二氧化硫氣體的產(chǎn)生。錳含量一般要求在0.25%~0.45%之間。

        1.2 鋼板力學(xué)性能

        搪瓷鋼板要求抗拉強度275~412 MPa,屈服強度98~284 MPa。

        2 搪玻璃水槽的生產(chǎn)

        2.1 焊接成型

        使用焊條電弧焊或二氧化碳?xì)怏w保護焊,焊后成型如圖1(長400 mm ×寬320 mm ×高100 mm)。為了加強酸堿槽強度,筆者對上沿進行了翻邊處理,在焊接完成后,用角向磨光機對焊縫進行修磨,使得焊縫表面平滑光潔。

        2.2 搪瓷燒結(jié)

        使用箱式電阻爐來進行燒成,這樣方便精確控制爐溫,優(yōu)化搪瓷燒成環(huán)境。

        1)酸洗過程

        修磨后的酸堿槽經(jīng)脫脂(為了脫油脂)——酸洗(為了除銹)——清洗(清除附著的酸)——堿中和——烘干——檢查。

        2)底釉的燒成

        文中使用上海瓷釉廠耐酸底釉,經(jīng)球磨機磨成水糊狀粗細(xì)達要求后,用壓縮空氣經(jīng)噴槍均勻地噴涂在產(chǎn)品上,烘干后進爐燒結(jié)(溫度920~960 ℃),燒好后爐外冷卻至室溫。再使用上海瓷釉廠耐酸面釉經(jīng)球磨機磨成粗細(xì)達要求后,均勻地噴涂在有底釉產(chǎn)品上烘干,進爐燒結(jié)(溫度900~940 ℃),燒好后爐外冷卻至室溫,進行第二遍面釉噴涂和燒成。

        3)檢查

        兩天后,場里通知我到總場會議室去。那個時期,像我這樣的人從不“亂說亂動”,習(xí)慣了叫干啥從不問究竟。我到總場會議室后被安排在門外等候,不一會聽見里面叫我。剛跨進門,就聽見坐在中間的王部長對我大聲說:“我和你們黨委研究過了,現(xiàn)在決定解放你。”我恍若夢中,一時沒明白過來。只聽王部長又當(dāng)著滿會議室的干部對我大聲說:海外關(guān)系要劃清思想界限,要好好學(xué)習(xí),提高思想覺悟,我們黨要發(fā)展生產(chǎn)造福人民,紅星的畜牧業(yè)要大發(fā)展,要用人!現(xiàn)在你坐下來一起開會。

        通過一遍底釉和二遍面釉的產(chǎn)品,經(jīng)過高壓電火花儀進行檢查,不打火為合格品,打火為不合格。

        3 問題分析

        面釉燒成之后,用高壓電火花儀進行檢測,發(fā)現(xiàn)部分產(chǎn)品總是在焊接處存在打火現(xiàn)象,而其余地方卻沒有缺陷,打磨多個成品缺陷處,發(fā)現(xiàn)都是焊縫處存在焊接質(zhì)量問題導(dǎo)致。主要問題是焊縫中存在夾渣和氣孔,當(dāng)焊縫中含有夾渣和氣孔,進入爐內(nèi)高溫?zé)Y(jié)時,夾渣就會產(chǎn)生氣體(因為夾渣的主要成份是碳),氣孔內(nèi)含有空氣,進入爐內(nèi)高溫?zé)Y(jié)時,氣孔內(nèi)的空氣受熱膨脹,當(dāng)氣體膨脹的壓力大于釉面阻力時,就會沖破瓷面使表面產(chǎn)生缺陷,進而造成產(chǎn)品的不合格。

        由于制作酸堿槽采用的是1 mm厚度的冷軋薄板,當(dāng)面釉燒結(jié)完成后,進行高壓電火花儀檢測時,缺陷處就會被高電壓打火擊穿。這樣產(chǎn)品就不合格,被擊穿的不合格產(chǎn)品也沒有什么修補價值。因為修補不一定使產(chǎn)品合格,而且修補費工費時,比重新做一只費用還要高,只要存在缺陷就只能是廢品。因此要提高產(chǎn)品的成品率,只能在焊接工藝上采取新的方法來提高焊縫的質(zhì)量。

        4 整改措施

        4.1 鋼板含碳量

        由于鋼板其它位置沒有產(chǎn)生缺陷,因此由鋼板含碳量及其它原因產(chǎn)生氣孔排除在外。

        4.2 針對夾渣現(xiàn)象

        使用電焊條電弧焊,容易產(chǎn)生夾渣,再加上冷軋薄板只有1 mm,因此對施焊的技術(shù)工人的技術(shù)要求較高。二氧化碳?xì)怏w保護焊,由于二氧化碳的冷卻作用,焊接處硬度較高,而焊縫又在圓弧處,瓷層附著力差,容易爆瓷產(chǎn)生缺陷。因此筆者采用鐵絲氧氣焊,而且鐵絲是從母材鋼板上剪下來的,這樣能夠保證材料一樣,也能有效克服夾渣現(xiàn)象。

        4.3 針對氣孔現(xiàn)象

        筆者在焊接完成時,趁熱對焊縫處進行連續(xù)錘擊,這相當(dāng)于對焊縫處進行熱鍛,這樣能夠有效消除焊縫中的氣孔和縮松組織。

        通過以上針對焊接工藝的整改措施后,再生產(chǎn)時要嚴(yán)格按技術(shù)工藝文件執(zhí)行,避免上述缺陷的出現(xiàn)。后續(xù)生產(chǎn)的酸堿槽的成品,全部都能達到質(zhì)量要求,順利完工。成品如圖2所示。

        5 結(jié) 論

        搪玻璃酸堿槽生產(chǎn)過程復(fù)雜,原材料眾多,生產(chǎn)過程不像機械加工那樣可以嚴(yán)格把控,生產(chǎn)過程都是工人手工操作,隨意性太大,環(huán)境對產(chǎn)品質(zhì)量的影響也較大。一但出現(xiàn)質(zhì)量事故,查找原因相當(dāng)困難。因此要關(guān)注以下幾點。

        a.要對投入生產(chǎn)的鋼板進行分析,主要是五大化學(xué)元素以及力學(xué)性能。

        b.焊接過程要嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),嚴(yán)格按照焊接工藝文件執(zhí)行,要讓好的技術(shù)工人進行焊接操作。焊絲一定要用母材上剪下。

        c.酸洗過程一定要控制溫度和時間,才能保證去脂和去銹。

        d.瓷釉進廠要進行先試驗,再試生產(chǎn)、生產(chǎn)。發(fā)現(xiàn)問題及時停止生產(chǎn),查找原因避免損失擴大。

        e.生產(chǎn)環(huán)境一定要潔凈,空氣中灰塵影響瓷面的表面質(zhì)量,使瓷表面沒有光澤。

        耐酸堿槽生產(chǎn)過程要一絲不茍,嚴(yán)格執(zhí)行生產(chǎn)的工藝文件,這樣才能做出合格產(chǎn)品。一旦以上工序有一步把關(guān)不嚴(yán),都會使產(chǎn)品產(chǎn)生缺陷,這不僅浪費了原材料,也浪費了時間,損失太大。所以我們做每一件事都要一絲不茍,認(rèn)真負(fù)責(zé)才能獲得好的預(yù)期結(jié)果。

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