冷轧酸洗缺陷和注意事项

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所谓酸洗主要是由开卷、焊机、工艺、圆盘剪、活套等组成，我主要谈一下焊机和酸洗的工艺。


对焊机的形式有闪光焊机，二氧化碳气体保护焊和惰性气体保护焊机，目前我厂使用闪光对焊机。


闪光焊机是电阻焊的一种，又叫火花焊。它利用带钢本身的固有电阻及带钢端面的接触电阻，当通以电流时，引起金属的加热和烧化。接触面被融化时，发出强烈的火花。然后中断电流，给予大的顶锻力，带钢两端部在高压下被锻在一起。由此可见，带钢闪光对焊由闪光（熔化）和顶锻两个过程组成。顶锻又可分为带电流顶锻和不带电流顶锻。


闪光焊接的原理和过程：


首先，调整好带钢两端头的距离，并用对焊机压紧缸或钳品夹紧带钢，通过变压器送电，电流通过电极加热带钢头尾，与此同时用液压缸推动活动牌坊，使带钢焊接头互相接触，在焊接开始时，这些接触点压力不大，其电阻相当大，焊接电流把接触点及其邻近区域的金属很快加热到熔化温度，使带钢头尾接触部分形成液态金属过梁，连续的迅速加热使过梁处液态金属加热至沸点，呈现金属蒸气的压力大于液态金属的表面张力时，过梁发生爆炸，于是迸发出强烈的火花，形成闪光。活动牌坊连续靠近，使火花在焊接过程中连续迸发，这样将热量传递到焊接头的深处，直到烧化过程完了为止。最后当活动牌坊触仅到顶锻行程开关时，直到烧化过程完了为止，以一定的顶锻加速将带钢头尾锻接，并在顶锻过程中顶断电源。松开压紧缸工钳口，对焊过程完毕。


小型闪光对焊机的结构，性能：对焊机由下列部件组成：底座，夹具（上下钳口，左右钳口），烧化带钢的传动，装置，顶锻传动装置，电气装置，冷却系统等。
下钳口固定在底座 ，通过手轮可以调整左下钳口的水平位置。上钳口由固定于机盖上的弹簧提起。压紧缸固定在机盖上，钳口距离可通过左钳口中间的固定螺母来调节。烧化过程可通过凸轮夹控制和调节。


电气系统包括焊接变压器等级转换开关，烧化电动机，操作台和控制柜冷却系统包括4条平行自冷却支线，每一条冷却焊接变压器的二次线圈，第二条冷却高压循环泵 ，第三条冷却机变压器的接触板和接触方钢，第四条冷却接解钳口，风动液压缸及相应的各种风阀。


窄带钢闪光对焊会产生哪些缺陷，操作中怎样防止？


由于工艺参数选择不当或者操作不当，对焊可能产生错位，搭焊，过烧，无顶锻，未焊透等缺陷。


（1）错位。


错位表现为带钢头尾的中心线不在一条直线上，错位可能是头尾没对齐造成的；也可能是切断断口与带钢中心线不垂直，切斜了，对焊时头尾中心构成一个钝角，呈镰刀弯，或者是头尾带钢的有一个窄的，错位的对焊头在机组中容易造成偏等故障，应倒回重切重焊。


（2）错位。


搭焊表现为头尾断面没有对齐，有上下搭接的现象。当搭接超过带钢厚度的1/3时，应重焊。造成搭焊的主要原因是：
       0.1    钳口和下切剪磨损严重；
       0.2    固定左钳口的顶丝松动，使左钳口上下松动;
       0.3    左右钳口不在同一平面上;
       0.4    顶锻压力和顶锻行程过大，应合理选择工艺参数。


（3）未焊透。


产生未焊透的原因是电压低，烧化速度太快，烧化留量少，烧化时间不足等。


（4）过烧。


过烧的特征是在正常烧化过程被烧坏，金属不是以火花形式及时喷溅出去，而是固态金属和固态金属相接触，使电流形成短路，这种现象的对焊接头称过烧。产生过烧的原因主要是：
①烧化速度或电压调整不当，有两种情况：一是烧化速度过快，焊接电压过低，这样头尾两端一接触便是固态金属和固态金属相接触，形成过烧；二是烧化速度太慢，焊接电压过高，通电流之后大量金属飞溅出去。由于烧化速度过慢，两端不能较快靠拢，形成一个很大的间隙，由于空气是绝缘体，烧化立即停止，等钳口慢慢地靠拢时，大量金属又飞溅出去，又形成一个间隙，这样烧化是断续进行的，仍是固态金属相接触，电流短路，造成过烧。
②由于带钢表面有油，不能很好导电，相当于降低了电压造成过烧。
③右钳口移动时，由于风阀窜风或机械上的其它原因受到阻力，正常烧化破坏。
④在没有给电流前，头尾两端距离过大或紧紧地靠在一起，造成过烧。


（5）无顶锻。无顶锻的特征是当烧化完成后，没有一个足够的顶锻力，使焊件两端的金属组织不能很好地锻合在一起，经不起拉力，容易断头，产生原因：


①顶锻风阀压力不足，达不到需要的风压，或顶锻电气系统和机械故障，
②带钢表面有油，减小夹具各带钢之间的系数，或者钳口压力太小，或者上下钳口之间有高于带钢厚度的异物，使钳口不能很好地压紧带钢。当顶锻时使夹具和带钢之间产生相对运动，实质上造成了无顶锻或行程小。
③准备顶锻的时间长，或没有带电流顶锻。顶锻过程在时间上分三阶段：
总顶锻时间＝准备顶锻时间＋带电流顶锻时间＋无电流顶锻时间以上右时间都能通过延时继电器调整，若烧化过程完成以后，马上切断电流顶锻（完全是无电流顶锻）虽然时间很短，但这进端面的温度很高（即将熔化的温度），所以在两端的接合部分马上形成一层氧化铁薄膜，使头尾两端接合部分金属组织没有锻合在一起。
④夹具油缸和顶锻油缸没量减小，也会出现顶锻或无顶锻的现象。


（6）断头。只在对焊以后的工序中暴露出来。影响严重往往造成重大事故。所以上述对焊缺陷都可能造成断头，必须密切注意，对焊质量防止断头。


二 酸洗工艺


（1）带钢表面氧化铁皮的结构：


带钢表面的氧化铁皮是由于热轧带钢在加热，轧制及冷却过程中与空气接触而生成的。随着带钢空气接触的温度，时间等不同，带钢表面氧化铁皮的结构厚度和性质也不同。热带钢轧机轧出的带钢表面氧化铁皮总厚度一般为10CM，其内层是疏松多孔的细结晶组织且易于破坏的氧化铁feo点氧化铁皮总厚度的50%，中间层是致密而无裂纹的呈玻璃状断口的四氧化三铁，占铁皮厚度的10%，但是，由于热带钢各部分温度冷却速度不同，如沿热带钢外层数圈和内层数圈的温度和冷却速度也不同，导致即使同一带钢表面上的其各部分的铁皮结构也不同。


（2）酸溶液的加热：


酸溶液的温度是影响酸洗的主要因素。酸溶液加热我厂主要采用石墨热交换器间接加热。石墨热交换器加热酸溶液是通过蒸气交换间加热的。酸溶液自酸洗槽一端流出，经过滤器过滤，由泵送入热交换器，通过交换获得热量，由酸洗槽另一端输入。酸溶液，不断循环，保持酸液温度。
①往换热器里送酸液一定时间后，送入蒸气，蒸气压力不超过允许压力值。
②在酸液实行强制循环，流量很大时，严禁突然变换操作，应逐渐调节控制系统的阀门，以免冲坏。
③换热器停止工作时，应将系统中酸液全部排除并用温水冲洗干净，以防止系统被结晶的铁盐堵塞。
④定期分析冷却水是否含有酸质，以鉴定换热器是否泄漏，定期测定换热器的工作性能和传热效果，检查结垢情况并加以处理。
⑤石墨酸泵或玻璃钢酸泵需精心操作和维护，酸泵不准逆转，和无负荷运转，以防损坏机械密封衬套。


（3）带钢酸洗中产生的缺陷：


酸洗缺陷主要有：酸洗汽泡、过酸洗、欠酸洗、锈蚀、夹杂、划伤和压痕等。这些缺陷占冷轧产品缺陷的2%左右其中主要是欠酸洗过酸洗和酸洗汽泡。


①酸洗汽泡。酸洗汽泡是由于酸与裸露的金属作用生成氢气所造成的。它在冷轧时会产生响声，外观呈条状的小鼓泡，破裂后呈黑色细裂缝。经过轧制后,气泡裂缝会延伸扩大，致使产品的力学性能降低。防止产生气泡的措施是：调整酸液的温度；控制酸洗时溶液的温度和带钢表面平直状态等。
②过酸洗。金属在酸溶液中停留时间过长，使其在酸溶液作用下，表面逐渐变成粗糙麻面的现象为过酸洗。
产生过酸洗的原因是：机组连续作业中断，使酸洗失去连续性，或因带钢断带处理时间过长等。防止措施是尽量密切全机组的操作配合，保证生产正常进行。
③欠酸洗。钢带酸洗之后，表面残留局部来洗掉的氧化铁皮时称为欠酸洗。欠酸洗的带钢或钢板，轻者在轧制之后表面呈暗色或花脸状；严重时氧化铁皮被压入呈黑斑。造成原因：氧化铁厚度不均，较厚部分的氧化铁皮需要较长酸洗时间，同时其中的FeO，分解成了较难溶解的Fe2O3（Fe304）,带钢波浪度和镰刀较大.在酸洗过程中,起浪部分或弯起部分没有浸泡在酸液中通过,造成漏酸洗;酸洗前机破磷不完善,特别是带钢两边端铁皮未被破碎等.
处理欠酸洗的方法:预先平整好班形,对与铁皮较厚,而面积有不大的带钢,可采用先局部酸洗一粗,而后再过酸洗线的方法去锈.
④锈蚀.原料算洗后表重出现锈层的现象称锈蚀.带钢锈蚀的钢板表面轧制之后呈暗色,它促使成品在库存时再次生锈.从而降低成品的表面质量,严重时使产品报废,防止锈蚀的措施是严格执行酸洗,清洗操作规程,及时给表面涂油,并应堆放在干燥的地方.
⑤夹杂.带钢在酸洗后面出现深陷罗星棋布的黑点疵病称为夹杂，它是由于热轧时氧化铁皮被压入所形成的。这样缺陷不可能采取酸洗去除法。发它经过冷轧后，黑点便扩展延伸呈黑色条状，大大降低了成品钢板的冲击性能。
⑥划伤。带钢在机组运行过程中亲出现的划伤，是由于卷取辊、弯曲辊的表面出现质硬的异物或带钢的浪形及折棱与导板成线接触，或带钢在拆卷过程中拍打折头刮板等，使表面划出新的伤痕。另外，也有部分伤痕出现在热轧后冷轧和卷取过程中，带钢划伤深度超过带钢厚度，允许公差一半时，轧制后不能消除。
防止措施经常检查机组的滚动部件和导板，维护好设备。
⑦压痕。压痕是指带钢表面呈凹下去的压痕。压痕形成的原因是：并卷焊时的焊渣没有吹净，被带钢带到拉辊上，而后在带钢表面压出了痕，拉辊在带钢表面滑动，造成粘辊，使带钢表面造成压痕。热轧过程中压力失灵，突然压下停车，而后抬起压下轧制等。压痕深度超过带钢厚度，允许偏差一半时，冷轧之后，压痕不能消除。


总之，上述带钢表面缺陷，只要精心操作，严格遵循酸洗工艺制度和操作规程，及时检查和维修设备，是可以避免和减少的。


综上所述，都是生产中的基础知识，在生产过程中更应通过认真学习，积累工作经验，灵活应用，及时解决生产问题，使生产安全，顺序地进行。