一种不锈钢水槽成型加工工艺的研究

一种不锈钢水槽成型加工工艺的研究

向才勇

宁波埃美柯铜阀门有限公司浙江省315020

摘要：现如今不锈钢水槽普遍进入了人们的日常生活中。不锈钢水槽作为厨房和生活的洗涤用具，具有美观、耐用、不会沾污的优良性能，已得到越来越多的消费者青睐。通过此类产品的使用，人们的生活质量也在潜意识的提高。本文主要就不锈钢水槽成型加工工艺进行探究分析，并提出不锈钢水槽的工艺特点和设计要点，以供参考。

关键词：不锈钢水槽；成型；加工工艺

1不锈钢水槽成型加工工艺概述

由于不锈钢水槽的原材料昂贵，以及加工工艺复杂其成本较高，所以价格一直居高不下。一般的不锈钢水槽成型加工时需要相对应的工装模具，每开发一项新款式产品，需要一整套模具与之配套，所以开发费用很高且周期长，不能及时满足市场的需求。现有传统的不锈钢水槽成型工艺大致可分三种形式：

1.1轮焊

采用面板和与之配套的配槽分别加工成型后，互相焊接，然后将焊缝进行打磨，该方法的焊接设备价格昂贵，而且每个型号的配槽均需要对应的焊接铜模，所以设备投资相当可观。再则面板与配槽焊接后必须将焊缝打磨光滑，既增加了工作量，又增加了工人的劳动强度，打磨时产生粉尘、噪音，造成环境污染，不利于工人的身心健康。

1.2对焊

采用两个带面板的配槽互相焊接。这是目前不锈钢水槽最普通的生产方法，虽然成本较低，但也存在不足，因为焊接处有明显的痕迹，焊缝处理的工艺难度较大，且焊缝周围承载力较差，极易发生变形，影响产品质量，而且焊接后打磨，既增加工人的劳动强度，又会造成环境污染。

1.3整体成型

该工艺是近几年推出的新工艺，它采用一张钢板整体拉深的办法来制作不锈钢水槽，虽然解决了焊接、打磨存在的弊病，但是所费的模具费用昂贵，加工周期长，对选用的原材料不锈钢板材要求高，而且拉深过程，材料变形厉害，用同样厚度的不锈钢板进行加工制造，采用整体成型工艺制得的产品厚度明显变薄，影响使用寿命。

2不锈钢水槽的成型加工工艺材质

选定不锈钢板材，其特征在于将不锈钢板材按设计型号规格采用压力设备进行面板压型，形成带台阶状边沿的盘状体，再进行切边冲孔，将边沿切削平整，底部冲孔，然后进行面板翻孔，形成底部通孔二相对内壁与水平面之间夹角为α的不锈钢面板①；将不锈钢板材按与面板相匹配的设计规格型号进行槽体落料，之后采用压力设备对它进行一次拉深，形成带边沿的配槽，然后再进行第二次槽体拉深，形成槽体二相对外壁与水平面之间的夹角为β的配槽，再对它进行切边冲孔，使它形成带边沿，底部有落水孔④的不锈钢槽体③，在不锈钢面板沿底部台阶放置密封胶条②，将不锈钢槽体从面板中心由上而下往面板中心放入，用压力设备，使二者压紧相连形成不锈钢水槽。此成型加工工艺改变了一款式一模具的传统做法，大大节约成本，缩短新品开发周期，且不用焊接、减轻劳动强度。

3不锈钢水槽成型加工工艺的设计要点

3.1不锈钢水槽的面板加工工艺

面板压型

按设计型号规格选用对应的压型模具，液压垫力液压机上成型，边沿呈台阶状的盘状体，也可以是连体盘状体，在边沿上有向上突起的加强筋。

（2）面板切边冲孔

将上述压型后的面板初坯用对应的模具，采用油压机或冲压设备，底部有通孔，切去边沿加强筋的面板初坯。

（3）面板翻孔

将上述切边冲孔后的面板用对应的模具，将其底部全部去掉、底部通孔二相对内壁与水平面之间的夹角为α的不锈钢面板。

3.2不锈钢水槽的槽体加工工艺

（1）槽体落料

按与面板配套的设计型号规格进行落料冲角状，可用油压机或其它冲压设备如冲床成型，也可用通用冲角模在冲床多次冲切成型。

（2）槽体拉深

将落料冲角后的槽体板材采用对应的拉深成型模具在油压机上成型，形成带边沿配槽。为了保证产品的合格率，以及保证拉深质量和提高产品的外观质量，可以在一次拉深后增加退火工序。

（3）槽体的二次拉深

将一次拉深后的带边沿的配槽，进行第二次拉深，采用相应的模具，用4000kN以上的油压机或冲压设备如冲床上成型，形成带边沿，边沿上有向上突起的加强筋的配槽。

3.3不锈钢水槽的面板、槽体与密封胶条组合成型的加工工艺

将加工成型的面板，其底部边沿上放上密封胶条，然后将加工后与之匹配的槽体由上而下放入面板中心，采用相对应的模具，使槽体边沿紧压面板上的密封胶条，制成美观耐用的不锈钢水槽。

4焊接变形控制

不锈钢具有独特的物理特性，线膨胀系数较大，而热导率较低，在焊接过程的局部加热与冷却作用下，焊件中会引起较大的不均匀的应力和应变，而薄壁不锈钢件拘束度小、刚性小，当焊缝的纵向收缩对薄板边缘的压力超过一定数值时，即会产生较严重的波浪变形，此外，在焊接过程中两边母材的热量分配不均匀时，也极易引起错边变形。鉴于上述问题，焊接时采取了如下工艺方法和措施。

（1）严格控制焊接接头的热输入选择合适的焊接方法和工艺参数，避免接头过热及减少热影响区宽度，同时避免烧穿或形成焊瘤。

装配尺寸力求精确，接口间隙尽量小。

采用专业焊接工装夹具，要求夹紧力平衡均匀。

4.1不锈钢水槽焊接主要工作流程

接口清理―对口―固定―焊口自检―焊口点焊―焊口满焊―外观检查―探伤。由焊接工艺流程可知，焊前和焊接过程中的工艺控制是整个焊接变形控制的关键。

4.2焊接前的准备工作

坡口表面的清洁程度严重影响焊接接头的耐蚀性能，因此焊前要将焊缝两侧附近杂物清理干净，通过酸洗去除不锈钢表面的氧化膜，再用丙酮清洗焊缝两侧附近，最后用无水乙醇进行二次清洗。

4.4焊接工艺要点

装配尺寸力求精确，接口间隙尽量小。进行点固定位焊时，应把焊丝放在点焊部位，电弧产生稳定后再移到焊丝处，待焊丝熔化并与两侧母材熔合后再迅速停弧，避免母材过热。施焊过程中尽量采用短弧焊接以增强氩气保护效果，焊速应先稍慢后快，焊枪不摆动。焊接时采取跳焊法，这样可减轻焊后不锈钢的变形，为焊后的工件矫正减轻繁琐的工序。

结束语：

综上所述，本文的不锈钢水槽是将不锈钢面板与不锈钢槽体分别加工，然后采用密封胶条互相紧压的成型加工工艺制造不锈钢水槽，可用不同型号、规格的面板与配槽互相搭配，组成各种型号的产品，改变了一款式一模具的传统做法，大大节约了成本，缩短了新产品的开发周期，而且不用焊接，减少了劳动强度。采用本工艺加工，材料变形极小。

参考文献：

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[2]戴正阳.（2009）.不锈钢连体水槽拉深数值模拟分析及工艺参数优化研究.（Doctoraldissertation，华东理工大学）.

[3]马倩.细细看5点找到耐用的不锈钢水槽[J].建材与装修情报，2008（12）：135.

[4]邬珠仙，何攀，张朝波，WUZhuxian，HEPan，&ZHANGChaobo.（2013）.304不锈钢水槽应力腐蚀开裂分析.宝钢技术（4），48-51.