金属薄板箱体类零件生产工艺改进

金属薄板箱体类零件生产工艺改进
刘美哲，屈柯斌
（陕西黄河集团有眼公司，陕西西安710043）
摘要：激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一，主要用于焊接薄壁材料和低速焊接，焊接过程热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热
传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工
件熔化，形成特定的熔池而焊接工件。

飯金焊接分公司为某产品生产的除霜器波导箱体是1.5毫米厚的不锈钢板制件，生产批量大，按原来的工艺生产，材料利用率不高，氮弧焊接后矫正和打磨焊缝的
工作量很大，产品质量也不太高。

为了降本增效和提高产晶质量，我们从工艺创新、
成本控制、质量控制三方面进行攻关，采用了将箱体分体加工，然后用激光焊接成形
并将焊接螺母板改为压钾螺母的工艺试制，试制成功后，将此工艺应用于生产并进一
步推广。

关键词：分体加工；激光焊接；压钾螺母
1分析与选择
1.1除霜器波导箱体（见图1）原来的加工方案
—剪取整件、修齐剪处、去毛刺、锯缝、校将箱体展开成整件—
—数控冲床冲制整件—
平—
—修平外焊缝、矫正、扩16孔并去
—氨弧焊接缝—
—数控折弯机弯曲成箱体一矫正—
毛刺-氨弧焊接16个螺母板修整焊缝、矫正、将16个螺母板过丝。

1.2焊接方式的分析与选择
焊接工艺作为生产过程中必不可少的一部分，拥有多种多样的焊接方式，每种方式都有其优点和缺点。

我们需要根据焊接材料、焊缝要求、焊接设备的情况，选择最佳的焊接方式进行焊接。

飯金焊接分公司购置并已安装了PB600激光焊接机，能够焊接厚度2毫米及以下金属板的接缝，条件是接缝质量要很好。

激光焊接与氮弧焊接相比具有效率高、变形小、质量好等
—激光焊接。

优点，因此对该箱体焊接，我们选择了新工艺方法—
1.3箱体展开方式的分析与选择
箱体生产可以展开成整件（原生产工艺是这样）；也可以展开成三个分件，将各分件分别弯曲成形并矫正好后再拼焊成箱体。

要采用激光焊接就要保证工件接缝质量很好，而三个分件通过氨弧焊点固定位后就能保证接缝质量很好，更重要的是展开成三个分件可以节省45.5%金属板材，因此我们选择将箱体展开成三个分件。

1.4箱体上螺母连接方式的分析与选择
在箱体翻沿的孔位下氮弧焊接M4不锈钢螺母板比氮弧焊接M4不锈钢螺母要容易些,
因为M4螺母板比M4螺母大些，好操作点，但都需要对正孔位，焊接变形都较大，焊后都需要修整焊缝、矫正变形。

在箱体翻沿的孔位下压钏M4不锈钢螺母，需要钳工先将螺母钏接到翻沿的孔位下，再由冲工用压力机压牢固，每次压2〜3个压钏螺母，确保每个压钏螺母都能压御牢固。

显然压钏M4不锈钢螺母优于氨弧焊接M4不锈钢螺母板或M4不锈钢螺母，我们选择采用M4不锈钢压钏螺母进行生产。

综上所述，我们经过认真分析、研究后，确定该箱体新的生产工艺方案是：
将箱体展开成中部和两端头（见图2）三个分件——数控冲床冲制三个分件——剪取三个分件、修齐剪处、去毛刺、锯缝、校平-数控折弯机分别弯曲三个分件成形一矫正三个分件一一氮弧焊点固三个分件定位一激光焊机焊接6条焊缝——修平焊缝、矫正、扩孔、去毛刺、压钏螺母-冲床压牢固压钢螺母一-将压钏螺母过丝。

2试制及验收
2.1试制
新的生产方案确定后我们立即进行试制，绘制展开图、编制工艺文件、编制数控冲床程序、设计、制作激光焊接工装、按图纸和工艺文件进行试制生产。

数控冲床冲出三个分件，剪取、修齐、去毛刺、锯缝、校平三个分件，数控折弯机分别弯曲三个分件，矫正三个分件后，用氮弧焊将该箱体的中间部分和两端头点固定位，保证图纸尺寸，然后将该箱体靠住焊接工装，采用激光焊机焊接，不断地调整激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数试焊，终于能够断续地焊接成该箱体。

继续调整焊接参数试焊，最后达到一次可自动、连续、稳定地焊接好该箱体的一条接缝，逐条自动焊接完该箱体的6条焊缝，按新生产
工艺进行激光焊接试制就完成了。

钳工将已完成焊接的箱体修平焊缝、矫正变形、扩翻沿上
原T.Z.®开血!6件新T.Z展开成-：个分件
两端头两"T•分件
图2箱体两种展开方式对比
16个孔并去毛刺，再把16个M4压钏不锈钢螺母钏接在孔下面，然后冲工用压力机分6次将四周16个压钢螺母压牢固，最后钳工将16个M4压钢螺母分别过丝。

这样按新生产工艺试制生产该箱体就完成了。

2.2验收
我们将按新生产工艺试制好的箱体送检验收，各项检验指标均符合要求，尤其对M4压钏不锈钢螺母紧固程度进行了破坏性试验，完全达到了检验要求。

检验人员对按新生产工艺试制的箱体非常满意，认为其质量比原来生产的箱体好很多。

按新生产工艺试制生产该箱体就成功了！
图3箱体成品图
3总结及推广
3.1总结
该箱体新生产工艺改进的地方:一是将箱体展开成三个分件代替展开成整件；二是采用激光焊代替氮弧焊焊接接缝；三是采用16个压钢螺母代替焊接16个螺母板。

按新生产工艺生产该箱体比按原生产工艺生产该箱体有下列优点：
A、一张厚1.5mm,宽1220mm,长2440mm的不锈钢板料，按原生产工艺生产只能制作6个箱体，而按新生产工艺生产能制作11个箱体，新生产工艺显著节省不锈钢板原材料。

B、新生产工艺虽然比原生产工艺多2条焊缝，多了氨弧焊点固定位一道工序，但激光焊接可自动焊接整条焊缝，其焊接速度比人工氨弧焊接快很多且稳定，总的焊接效率明显提高了，更重要的是不用焊料、没有焊疤、焊接变形很小，修平焊缝和矫正变形的工作量大大减少了。

C、新生产工艺压钏螺母比原生产工艺氮弧焊接不锈钢螺母板更容易生产，不用修整焊缝、矫正变形，仅多一道冲工用压力机压牢固压钏螺母工序，明显减少工作量。

总结以上优点得出，按新生产工艺生产该箱体比按原生产工艺生产该箱体能大幅度降本增效、增加利润而且产品质量提高很大。

3.2推广
该除霜器波导箱体还有一种是1.5毫米厚的低碳钢板制件，所有尺寸与前述不锈钢板箱体相同，因此我们就将前述新生产工艺进行推广，将不锈钢板改为低碳钢板.将氮弧焊点固定位改为二氧化碳保护焊点固定位，编制工艺文件，按工艺文件生产，激光焊接时重新调整各焊接参数，使激光焊接达到箱体焊缝要求，成功生产出合格的低碳钢板除霜器波导箱体产品，顺利交付验收了。

我们的激光焊接机能够焊接厚度2毫米及以下金属板接缝质量好的工件，因此我们可以将这种非常好的新生产工艺推广到厚度2毫米及以下金属板箱体类零件的生产中，以大幅度降本增效、增加利润，提高产品质量。

我们可以将展开成分件、激光焊接、压钏螺母代替焊接螺母板（或螺母）的工艺方法分别推广应用到各自适合生产的地方，以降本增效，提高产品质量，同时为将这些好的工艺方法推广到军品生产中打下基础。