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钢机柜焊接加工的工艺分析与对策

作者：刘喜民；张宾；王令霞日期：2013-12-17 14:17 来源：《电子制作》

许继电气股份有限公司 461000

【文章摘要】
在我国制造行业发展的过程中钢机柜焊接加工工艺的应用，不仅有效提高了加工件的牢固性，还有利于人们对零件加工成本的控制。但是，由于钢机柜的加工难度比较大，这就使得人们在对钢机柜进行加工焊接处理的时候，时常会出现变形的情况。因此为了使得钢机柜结构的稳定性得到有效的提高，我们就要对钢机柜焊接加工工艺进行分析，从而采用相关的对策来对其进行处理。本文根据实际案例，来对钢机柜焊接加工工艺进行分析，提出了相关的质量保护对策，以供参考。
【关键词】
钢机柜；焊接加工；变形处理，解决对策
1 工艺方法分析
目前，人们在对钢机柜进行加工处理的过程中，由于其焊接难度比较大，这就容易导致钢机柜在焊接时出现变形的情况，因此为了防止钢机柜在焊接的过程中发生形变，从而导致和钢机柜零件无法顺利的安装在钢机柜上，为此技术人员就要对在加工工件尺寸的精确度进行确定，并且对钢机柜的焊接加工工艺进行严格的要求，避免在对钢机柜进行焊接的过程中，钢机柜出现变形的情况。于是在通常情况下，我们在对钢机柜进行焊接加工的过程中，都是采用的低氧焊接二氧化碳保护的方法，来对其进行处理。其中这种的焊接方法在实际应用的过程中，其优点主要表现在以下几个方面。
1）在对厚钢板的焊接坡口进行设计时，我们可以利用电弧穿透力强这个特点，来对其钝边进行适当的扩大。
2）在传统的钢机柜焊接工艺中，由于技术人员所采用的焊接电流的强度比较高，这就使得焊丝的熔化率增大，因此这就使得焊丝在熔化的过程中和氧气接触，从而产生的大量的焊渣，这就对钢机柜的焊接加工有着一定的影响。而采用二氧化碳的焊接方法，则有效的避免了这样的情况出现焊渣的产生，有效的避免了清渣这一过程。
3）因为二氧化碳气体的价格比较便宜，而且生产率也比较高，所以将其应用到钢机柜焊接加工当中，就使其效益得到有效的提高。
4）这种焊接加工方法在实际应用的过程中，有着极高的焊接速度，而不容易对环境构架的质量造成影响，尤其是在薄壁构件的焊接工作中，其焊接加工的效果可以得到很好的体现。
5）设备操作简单，焊缝成型好，焊接质量高，变形量相对较小。
焊接次序则考虑到由于所焊接部位的间隙不同，应先焊接间隙小的部位，再焊接间隙大的部位，这样有利于减少焊接造成的构件变形。多层焊的每道焊完后，必须将焊渣、飞溅及焊疤清除干净，并经确认无裂纹缺陷后，再焊下一道。对钢机柜构件采取焊接施工时，引弧应在垫板、帮条形成焊缝的部位进行，禁止烧伤主筋。
2 工艺方案及优化处理
由于我公司所加工的零件都是钣金件，而且大多数都是钢板折弯焊接的产品及机柜，因此在对其进行焊接加工的过程中，人们就要对焊接加工工艺进行严格的要求。而且为了让人们对钢机柜焊接工艺的相关内容有着比较直观的了解，我们就以我国公式某机柜为例来对其进行分析，从而对焊接工艺和优化方法进行介绍。
2.1 基本要求和加工难点
（1）某机柜外形尺寸约1700X1100X600，上下一般分为三到五层，大多由30 ～ 60 余个零部件组成，结构复杂；
（2）尺寸精度、形位要求、强度要求、美观要求均较高；
（3）机柜各种类型孔多达数百个，形状各异；
（4）加工的难点主要为：变形大、矫正困难、空间关联尺寸的精度要求难以保证。
2.2 加工方法分析
通过大量的生产实践，我对钢机柜加工方法总结了以下几点：
（1）首先仔细消化图纸，与设计师详细沟通，对机柜结构做到心中有数。
（2）其次规划好装配顺序，一般为零件—组件—部件—总成，这样就化解了加工难度，将复杂的机柜整件分解为相对容易能保证精度的小部件、组件。
（3）将难度最大的地方、最易出现问题的部分提前采取预防、避免的措施，比如采用自制工装、夹具、定位样板、心轴、钻孔样板等，利用这些工具保证精度要求。
（4）装配过程中焊接变形问题是解决的难点和重点。
2.3 装配过程中焊接变形问题优化处理
（1）只要条件允许，把机柜分成若干个结构简单的部件，单独进行焊接，将变形在部件中消除，然后再总装成整件。
（2）选择合理的装配焊接顺序
在焊缝较多的组装条件下，应根据构件形状和焊缝的布置，采取先焊收缩量较大的焊缝，后焊收缩量较小的焊缝；先焊拘束度较大而不能自由收缩的焊缝，后焊拘束度较小而能自由收缩焊缝的原则。比如：主梁的焊接装配，对于焊缝非对称布置的结构，装配焊接时应先焊焊缝少的一侧。
（3）采用反变形法来减小焊接变形：这是生产中经常使用的行之有效
（5）采用热平衡法：焊接时，在与焊缝对称的位置，用气体火焰与焊接同步加热，使加热区和焊缝产生同样的膨胀变形，焊后其一致收缩，则可以防止弯曲变形。
2.4 焊接变形矫正方法
在机柜的生产过程中，虽然采取各种措施，但焊接变形总是不能避免。因此，焊接后通常需要采取办法对焊接变形进行矫正。其方法都是设法获得新的变形去抵消或减少原有的变形，从而使零件获得矫正。具体方法有：
（1）手工矫正法：对于单一的弯曲、或波浪变形，通常采用锤子等工具锤击焊件的变形处进行矫正；扭曲变形通常采用两人或多人抬高机柜反方向镦击来消除。
（2）机械矫正法：利用三点弯曲使焊件产生一个与焊接变形方向相反的变形，来矫正焊接变形。比如千斤顶、拉紧器、压力机等将焊件顶直或压平。一般适用于塑性比较好的材料及开敞式的、内部空间的柜体。对于薄板结构的变形可以采用滚压焊缝或逐点挤压焊缝的方法（多见于底板、顶板、壁板的断续焊和点焊）。
（3）火焰加热矫正法：焊接时，利用气体火焰加热构件的伸长部分，使其在较高温度下发生压缩塑性变形，冷却后收缩而变短，使构件的变形得到矫正。需要注意的是，加热温度不宜过高，否则会使金属表面质量受到损坏。一般情况下，加热温度为650℃～ 800℃。
3 结论
由此可见，技术人员在对钢机柜进行焊接施工的时候，一定要对焊接工艺进行严格的要求，避免在对其进行焊接加工的过程中，出现变形的情况。而且随着科学技术的不断发展，我们也可以将许多先进的科学技术应用到其中，这样不仅可以大幅度的降低技术人员的劳动量，还使得钢机柜的加工生产效率得到有效的提升，从而使得我国公司的经济效益得到有效的提高。
【参考文献】
[1] 《焊接技术与高招》机械工业出版社，朱颖主编，2011 年版
[2] 《焊接变形的控制与矫正》机械工业出版社，付荣柏主编，2006 年版