食品空罐电阻焊接质量控制分析

    电阻焊食品罐是指罐身接缝采用电阻焊接的食品罐，最先起源于70年代材料的瑞士，随后在世界范围内大量采用，我国1981年漳州罐头厂引进第一条VAAK生产线开始。到现在，已能自己生产电阻焊机。

　　食品罐电阻焊接是一种新的制罐技术，已替代焊锡罐的生产。生产中会有一些技术问题需进一步探讨。焊接质量就是有关电阻焊机使用是否适当的问题，生产过程中，会出现如焊缝产生飞溅、穿孔、漏焊、蝶焊或焊线不规则以及搭接错角或宽度不符合要求等质量问题，严重的造成大批量罐头泄漏。因此，研究焊接质量因素，找出解决对策，对提高空罐产品质量有重要意义。

　　一、热量

　　电阻焊焊接是利用电流通过工件电阻所产生的热量，使接触面上金属熔化形成焊点。只有控制适当的产热量，才能形成良好的焊点。热量的产生是由焊接电流（I），工件电阻（R）和焊接时间决定的。热量与电流平方成正比，与电阻时间也成正比。公式表达如下：Q=I2Rt

　　1、焊接电流

　　焊接时，电流在工件中的通路很短，只有两张马口铁厚度（约0.4～0.5mm）焊接一个焊点的时间也只有半周波（0.01s）。因此，焊接电流对热量产生的影响最大，所以控制焊接电流显得尤为重要，如果电流过大，焊接过度并有飞溅，电流过小，焊点不牢固或无焊点。电流调节一般分粗调和细调。粗调是用变压器的抽头转换器调节。一般在生产厂家已调节好、细调是用电流相位来调节，生产过程中需根据实际情况作相应调整。

　　2、焊接力

　　焊接力是电极施加于焊点的力，其作用是使两张薄板紧密接触，降低界面间的初始接触电阻，并最后压实熔合。焊接时工件间的初始电阻对焊接质量有很大影响。如果面接触不良，容易发生电弧和喷溅等缺陷，焊接力通过电阻R对热量有影响。因此，其他条件不变时，随着焊接力提高，焊接电流增加。

　　3、焊接表面的状态

　　马口铁焊接表面的状态，对焊接质量很重要，焊接表面带有氧化物、铁锈、涂膜或其他杂质等不均匀覆层时，界面接触电阻是变化的，各个焊点产生的热量不一致，焊接质量不稳定，有可能使焊缝不规则。留空铁及电素铁，由于表面平滑柔软、搭接面接触电阻变化较小，要较大焊接电流。涂料铁，虽经刮黄处理，但表面不很光滑，有的还损伤钢基板，搭接面接触电阻相对大些，焊接电流略小些。有些如刮黄不净或漏刮，焊接时由于电阻急剧增加，产热速度过快、过高，引起过热和猛烈的液体金属喷溅，使焊缝出现喷溅、穿孔等严重缺陷而成为废品，有时候会因热量太高，焊机自动跳停。

　　4、电极铜丝

　　成形的扁平状的铜丝作为中间电极在焊接滚轮槽中通过，锡会熔敷在铜丝上被带走，不会污染焊轮，从而保证焊轮槽的清洁。铜丝作为中间电极同焊轮和镀锡板相接触，铜丝本身电阻会影响焊接质量，如铜丝表面有氧化物、油污、杂质，铜丝与镀锡板的接触电阻发生变化。各个焊点产生热量不一致，使焊缝出现不规则形状的焊接质量缺陷。因此，要求铜丝、直径公差小于0.02mm，纯度99.9%以上，并且表面光滑、清洁、无氧化膜及涂层污染。另外，成形铜丝必须与轮槽配合良好，减小接触电阻，否则应该修理焊轮轮槽。

　　5、热传导

　　电阻焊接时，焊接电流产生的热量，一部分用于形成焊点，使焊点中心温度达到1200～1300℃左右，一部分由镀锡板的传导作用扩散到马口铁中，因焊接质量与热扩散有关，扩散快、焊接电流要大一点，扩散慢、电流就要小一些，否则，扩散慢的部位就焊接过度，因此，在焊接起始和结束两个焊点时，由于空气热扩散慢，焊接电流要进行减弱调节。调节是由时间控制器和电流控制器同步进行，前者控制焊缝两端减弱电流的宽度，后者控制两端电流减弱量。另外，国产DODO-S焊机采用分流法减弱电流，调节要求较高，否则，难以保证生产顺利进行。
　　二、机械定位

　　电阻焊食品罐焊缝的搭接宽度一般0.4mm,大罐0.5mm，手工焊机?0.5mm，偏差范围不大于±0.05mm，因此，焊接过程中罐身必须精确定位。如定位不准，罐身焊缝两端就会产生错角，焊缝搭接宽窄不一致或不符合要求等质量缺陷，所以机械定位也是影响焊接质量的重要因素。

　　1、罐身传送推杆系统

　　罐身传送推杆是将成圆形后的罐身推送到焊轮前的部件，若调整不正确，就会造成罐身焊缝两端出现错角，原VAAK-100型采用棘爪平行推动。由于调节和磨损原因，常使两边棘爪不平行，发生错角，推杆运行过程不平稳也会影响棘爪的平稳性。采用北京奥普公司的永不磨损型推送系统，可以解决棘爪磨损的难题，基本克服了棘爪不平行现象，发生错角的可能很小。
　　2、罐身校准环

　　罐身校准环是焊接时罐身导引和校准装置，对焊缝的搭接宽度影响很大，校准环的校正与否，严重影响罐身焊接的搭接量，容易产生宽度两端不一致或不符合要求，甚至罐身导引不正确等。

　　3、Z形导杆

　　Z形杆是一根横断面呈Z形的导轨，侧面各有一条V形口的沟槽，两沟槽底部的相对距离决定罐身焊缝的搭接量。在校准环和Z杆的导引和限制下，保证搭接量。一般情况下Z杆沟槽底部的相对距离，小罐为0.4mm,手工，大罐为0.5mm，当距离小于0.4mm时，生产将难以进行，国产的Z杆有这种可能。Z形杆在下列情况下会影响焊接质量。

　　A、磨损

　　当Z杆磨损时，沟槽底部相对距离增加，搭接量增大，特别对焊缝前端影响较大，造成始端搭接宽度过大，以至焊接不足，造成假焊。

　　B、Z杆的位置

　　Z杆头部边缘和上滚轮中心间距必须是17.0mm。前端中心应同铜线上部边缘处在同一高度上，使罐身从Z杆到焊轮推进时呈水平状态，Z杆偏高或偏低时，会使罐身上翘或下凹影响搭接量，特别是前端，造成搭接量不足或过多。
　　三、其他因素

　　1、行程超越量

　　行程超越量是指成圆后的罐身筒由推爪推送到焊接滚轮时推爪的超越量。如果罐身被推送到焊接滚轮前，推爪没有超越量，罐身就停止，不能被焊轮带走进行焊接。因此，必须有一个超越行程量。但调节不当会影响焊接质量。行程过大即送罐过快，会使焊缝始端漏焊，并会因推力过大而损坏罐身板。行程过小即送罐过慢，会使焊缝始端焊接过度，造成穿孔，甚至与铜丝粘接。行程超越量同罐高成正比，罐身越高，超越行程量越大。

　　2、焊接频率和速度

　　电阻焊接时，焊接电流每半周波产生一个焊点，频率越高单位时间里产生的焊点就越多，焊点间距=焊接速度/（焊接频率×2），焊点间距越大，焊接强度越差，食品罐接缝必须是连续的气密性焊缝，因此，焊点必须有15%～20%搭接，当间距超过某一范围时，焊点不相互搭接，焊缝就会泄漏而不合格。例如VAAK-100型，焊点直径2mm，其最大焊接速度Vmax=2×0.85×200×60÷1000=20.4m/min。如果大于这一速度，焊接质量将受到影响。DODO-S机采用可调频率逆变器，其频率选择f(HZ)=1000×V/2×60×P　P一般在0.8～1.2mm之间选择。因此，对可调频率的电阻焊机来说，焊缝焊点增加，焊接强度均匀，质量较好，一般高速焊机都采用高频焊接。

　　电阻焊机的生产技术只有在不断的生产中逐渐摸索，随着罐头饮料工业的发展，制罐工业的发展前景广阔，宁波地区的制罐工业起步早、发展慢与广东珠江三角洲有较大差距。因此，对电阻焊技术的探讨对发展制罐工业有很大的意义。

来自: 中国金包网