《鋼桶制造技術》
楊文亮 辛巧娟 編著
第十六章 鋼桶的檢驗與質量分析
第四節 影響鋼桶質量的工藝及材料問題解析
在這里，我們應用工藝交互影響分析法對影響鋼桶質量的工藝及材料問題進行比較系統的分析，以此作為質量問題及分析方法的總結。
一、影響工藝質量的原材料問題
制桶工藝對鋼板的要求，一般是表面平整、硬度較低（剛性小）、含碳量較小、厚度均勻。
1．鋼板表面不平整
當鋼板表面翹曲不平時，桶身下料時可能會出現尺寸超差，縫焊后可能出現兩端直徑不一致或縫焊搭邊錯位等情況。
桶身直徑偏小時，在與桶底頂卷封時影響接合，桶底頂壓入桶身量不能到位，從而出現卷邊材料不足，卷邊不實等質量問題。
桶身直徑偏大時，在卷封時與桶底頂配合過松，間隙過大會出現密封不嚴和桶身處出皺等情況，從而產生滲漏或表面質量問題。
縫焊搭邊錯位使搭邊部位在翻邊工序中出現階梯形的翻邊不等現象，其搭邊短少處翻邊尺寸不足，影響卷封工序中卷邊的材料不足、層數不夠，出現卷邊不實的質量問題。
當鋼板表面翹曲不平時，桶底頂落料成型中質量難以保證，可能出現桶底頂的翹曲不平，在卷封中影響壓合度。對于開頂桶桶蓋來說翹曲不平常使裝配出現問題。由于落料圓度的影響，還可能出現四周翻邊不均，也會影響閉口桶的卷封質量及開口桶桶蓋的密封接合度，都會造成鋼桶的滲漏。
2．鋼板硬度高、剛性大
鋼板硬度高、剛性大多因含碳量大和熱處理不到位所產生。對于制桶工藝性來說，直接影響工藝成型的質量。
硬度太大時，鋼板回彈大，桶身卷圓會出現曲率半徑過大的情況，影響下道工序的縫焊定位；在翻邊工藝中，由于回彈太大，可使翻邊的角度過大，尺寸縮小；卷封工藝中也會因回彈問題使卷邊產生縫隙，出現卷邊不實的質量問題。
由于回彈大，鋼桶桶蓋上的桶口件鎖裝質量也會受到影響，可能產生間隙出現滲漏。
3．鋼材含碳量大
鋼材含碳量太大，會導致鋼板硬度高、剛性大的問題。另外，含碳量高對桶身縫焊質量會產生很大的影響，使焊接部分材料變脆，在后道翻邊和脹筋等工序中產生裂紋，在桶頂蓋的拉深中可能會產生拉深裂問題，這是鋼桶產生滲漏質量問題的最大隱患。
4．鋼板厚度不均
厚度不均的板材是制桶生產的大忌。
鋼板薄厚不均，縫焊機將無所適從，因為縫焊機在生產之先調整的各種參數已經確定了，當生產中出現忽厚忽薄的鋼板時，其參數不會自動適應，于是出現焊接質量問題，要么燒穿，要么焊不牢。
鋼板薄厚不均，卷邊裝配中問題更大，因為一種定型的卷邊成型輥只能適應一種厚度的鋼板。對于超厚的鋼板，因為輥槽小而裝不下；對于超薄的鋼板，因為輥槽大而裝不滿，這兩種情況肯定會造成更多的滲漏。
鋼板薄厚不勻，對于桶件的沖壓工藝來說，可造成桶件尺寸超差或變形，還可造成工模具的損壞或壽命的減少。
5．輔助材料對工藝質量的影響
不合適的輔助材料有時是影響鋼桶工藝質量的重要環節。
卷邊密封膠，要求其彈性要好、粘接力要大、固化成分要多、耐化學性能好、工藝性能要好等。
彈性好，是為了在卷封時在卷封力的作用下，它可以有一定量的壓縮，由于彈性好，其具有一定的回彈力，借助這個回彈力，它可以擠滿卷邊縫隙，提高其密封性能。
桶口件上的密封墊圈，具有一定的彈性可以使密封性能更好外，材料的耐化學性也相當重要，與密封膠的要求相同，主要是為了不使墊圈與內裝物發生化學反應而受到腐蝕，從而影響其密封性或污染內容物。
桶口件本身的質量也會影響到鋼桶的密封性能和互換性。
鋼桶外涂料只影響外觀的質量，但對于生產內涂桶的內部涂料來說，對內容物的安全影響最大。涂料的附著力和耐化學腐蝕性是最重要的。涂料的工藝性能決定著施工的難度和涂裝的效果，如果達不到內涂裝的質量要求，無疑會對內裝物造成損害。
二、板料的開卷校平及下料工藝問題
1．板料翹曲不平
一般來說，原材料鋼板的質量情況在這一開卷校平工序中可以較容易地體會到。例如在正常的開卷校平中，設備已按常規調整好，但是生產中發現鋼板并沒有達到校平的工藝要求，板材還有翹曲現象，這說明該材料可能硬度高、剛性大或者厚度不均。所以當出現這種情況時，可以立即對材料進行一些必要的檢測，對于確實不合格的材料能夠及時杜絕進入生產工序。
2．桶身下料尺寸超差
桶身下料尺寸超差時，可造成各種不合格品。如平行四邊形料、梯形料、寬度太大或太小、長度太大或太小，各種情況對后道工藝的影響都是不同的。
平行四邊形料，在縫焊中會造成搭邊錯位，翻邊后形成梯形豁口，豁口處翻邊尺寸不足，又會造成卷邊工藝中的卷邊料不足，卷邊層數不夠，卷邊空心等情況，造成滲漏不合格品是必然的。
梯形料可能引起兩種結果，一種是在縫焊后產生搭邊錯位，屬于同位錯邊；另一種是縫焊后桶身兩端直徑大小不一致。梯形料搭邊錯位對后道工序生產的影響與平行四邊形料相似。而直徑大小不一致的情況對工藝質量的影響也較為嚴重，直徑小時，卷封中與桶底頂配合過緊，可能產生難以配合到位的現象，從而出現卷邊縫隙；直徑大時，卷封中桶底頂與桶身翻邊配合過松，也會產生卷邊縫隙。所以梯形料的直接影響是卷邊工藝的質量，極易產生滲漏。
桶身料長寬的超差，輕則影響鋼桶的成品尺寸，重則成為廢品，不能投入后道工序的生產。它造成桶身形狀尺寸的偏差主要有桶身高度偏差和直徑偏差。桶身高度偏差太大時，在卷封裝配工藝設備的嚴格定位情況下會造成廢品，桶身高度超高時，由于裝配盤的壓力作用，可使桶身變形，輕則在脹筋處出現八棱變形區，造成外觀不合格；桶身高度超低時，裝配壓盤不能到位，在裝配卷邊中出現縫隙，可能將部分翻邊料添補為桶身料，從而使卷邊達不到要求的層數，極易產生滲漏。桶身直徑太大，在裝配中與桶底頂結合的間隙太大，可出現更多的卷邊內空隙；直徑太小時，裝配出現過盈，可能使翻邊處產生破裂，也可能出現桶身變形或配合不到位等，都將產生滲漏和外觀質量問題。
三、焊邊處理工藝問題
1．焊邊處理不干凈：焊邊處理不干凈，銹跡或油污等的存在，對桶身的縫焊工藝極為不利，由于導電性不良，電阻增大，致使焊邊材料因熱量過多而燒傷、燒穿，因中間加有雜質而影響其焊接密封性和焊接強度。縫焊不良導致滲漏的原因多在于此。
2．厚度超差：焊邊處理部位材料太厚時，縫焊后焊縫處的厚度也會較厚。一般要求焊縫厚度不得大于單層材料本身厚度的1.2倍，超過這個值，就偏厚了。
太厚的焊縫，在卷邊封口工藝過程中，該部位的翻邊材料大大超出正常范圍，如果卷邊輥槽按正常材料厚度設置，則縫焊處材料過多使輥槽內裝不下，從而出現凸咀等卷邊質量問題；如果卷邊輥槽按縫焊部位的材料厚度設置，則其它正常部位就會出現卷邊空隙，導致大范圍的滲漏，所以說焊邊處理太厚將直接影響鋼桶的卷封質量。
3．焊邊燒傷：焊邊加雜質使電阻過大燒傷后，該部位材料就會變脆，在翻邊工藝過程中可能會產生裂紋或破裂的情況，卷邊時也會因脆硬而難以成型，此種情況產生的滲漏也是較常見的。
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四、桶身焊接工藝問題
傳統的桶身焊接工藝在我國制桶企業中占大多數，一般是先進行點焊定位，再進行縫焊。而全自動鋼桶縫焊機可以直接進行縫焊。焊接的主要工藝質量問題是：定位超差、穿孔、假焊、燒焦等。
1．搭邊定位超差：定位超差是縫焊搭邊尺寸超差，即搭邊過寬、過窄、一邊寬一邊窄等情況。
搭邊過寬時，桶身直徑會變小，給后道工藝過程造成困難，采用模具翻邊工藝過程中可能會產生破裂；模具脹型工藝過程中也會脹破；卷邊封口工藝過程中與桶底蓋配合過盈，不能到位，從而產生卷邊縫隙。
搭邊過窄時，桶身直徑會變大，在模具翻邊工藝過程中可能會使翻邊尺寸達不到要求，影響卷邊工藝過程中卷邊材料不足而層數達不到標準或出現縫隙；在脹型工藝過程中筋紋高度也會達不到要求；卷邊封口工藝過程中與桶底配合過松，也會產生卷邊縫隙。
2．焊縫穿孔：縫焊部位有穿孔時，縫焊直接產生滲漏，這是本工藝過程的廢品，只能通過補焊等手段進行修理，修理后只能作為次品處理。如果穿孔處在翻邊部位，修補要求高，不然會對后道工序造成影響，嚴重的不能修補。
3．縫焊部位假焊：假焊的情況最為危險，因為有時不易發現。有的假焊在滲漏檢測試驗中有滲漏發生，有的假焊當時并不滲漏，但當鋼桶在使用中經過碰撞等很易產生滲漏。因為假焊并沒有焊接上或沒有完全焊接上，焊接強度當然不可靠，在后續工序中也容易出問題，如翻邊時可能開裂；脹筋時也易開裂，這些都是可以及時發現的。但如果讓假焊的鋼桶出廠，其隱患是相當嚴重的。
4．焊縫部位燒焦：焊縫部位燒焦，可以造成焊縫部位材料硬化和變脆，在后道翻邊和脹筋工藝過程中極易在應力集中處產生裂紋，在卷邊封口工藝過程中也會因為脆硬而難以成型，另外裂紋的問題也可使卷邊部位產生難以修復的滲漏問題。
五、桶身翻邊工藝問題
翻邊工藝常出現的工藝質量問題是翻邊尺寸超差、翻邊角度超差、翻邊不均、機械損傷、翻邊裂等等。
1．翻邊尺寸超差：翻邊尺寸超差，多為寬度達不到要求尺寸，其對卷邊工藝的影響顯而易見，由于卷邊材料不足，肯定很難達到理想的層數，卷邊內也會形成空隙，從而產生滲漏。
翻邊超寬的情況較少，但如果出現這種情況，則對卷邊質量的影響更大，因為在卷邊裝配時翻邊邊緣處可能因過寬超出了桶底蓋的預卷邊緣，不能被預卷邊包容在內，卷封工藝過程中就會出現桶底蓋自卷現象，這就是常說的假卷情況之一，其結果常是成品桶的桶底極易與桶身脫離，這是鋼桶最為嚴重的質量問題，是絕對不可以出現的！
2．翻邊角度超差：一般來說，翻邊與桶身夾角為105°～110°較為合適，之所以要這樣，主要有以下方面的原因：
90°的夾角，在工序周轉過程中常因磕碰而產生變形，使某些部位的角度小于90°，在卷邊封口過程中，翻邊邊緣不能與桶底邊緊密結合，容易產生假卷質量問題；即使在沒有磕碰變形的情況下，在卷邊封口中，由于兩邊夾緊盤的壓力作用，常會使90°的翻邊反面翹起，形成小于90°的角度，從而出現整圈的假卷現象。然而大于90°的角在磕碰中不易損傷變形，在封口壓盤的作用下能與桶底邊緊密結合，從而可實現更可靠的卷封，不易出現假卷現象。
3．翻邊不均勻：在生產實踐中，翻邊不均的情況也比較多見，主要表現為在桶身全周翻邊寬度尺寸不等，有的部位寬、有的部位窄，如果寬的部位高于桶底邊緣，則會出現假卷現象；如果窄的部位達不到工藝標準要求，則可能出現卷邊空隙。這兩種情況都會產生嚴重的滲漏現象。
4．翻邊處機械損傷：機械損傷是在工序間周轉時產生的，在自動生產線工件不落地的生產環境中不易出現這種情況。不同的損傷程度對卷封可造成不同的影響，損傷程度大者可造成假卷、鐵舌等質量問題。
5．翻邊處開裂：翻邊裂的現象有兩種情況，一種是因材料硬化脆化影響，在翻邊時產生橫向裂紋；一種是有時翻邊寬度嚴重超寬、焊接不牢或燒焦時就會出現縱向裂紋。這兩種翻邊裂現象都會在卷邊封口時出現滲漏。
六、桶身脹型工藝問題
1．脹型裂紋：當材料脆硬、縫焊燒焦時，脹型工藝過程會在脹筋的頂點出現裂紋，從而產生滲漏。有時也可能出現脹型時箍筋超高，出現過分變形而裂。裂紋的產生將直接導致裂紋處滲漏。
2．焊縫撕裂：在焊接出現假焊的情況下，脹型工藝中則可能把焊縫撕開，輕則將脹筋處繃開。焊縫撕開的只能作廢品處理，脹筋處繃開的可以能過補焊進行補復，作為返修品處理。
七、卷封裝配工藝問題
卷邊封口工藝過程中經常出現的質量問題主要有：卷邊層數不足、卷邊松懈不實、假卷、鐵舌等等。
1．卷邊層數不足：卷邊層數不足的質量問題可能由以下原因造成：卷邊輥輪槽不合適、桶身翻邊尺寸超差、封口機壓盤壓力不足等。卷邊輥輪槽不合適的情況是相對的，因為它與原材料的厚度及材質有關，不同的材料厚度應對應不同的輥輪，對于厚度不均的材料，由于輥輪不能適應，也常出現這種情況。桶身翻邊過窄時，卷邊材料不足，卷層肯定不足。封口機壓盤壓力不足時，卷邊過程中由于輥輪的壓力作用，可使部分卷邊材料返回桶身或桶蓋，從而使卷邊材料不足。
2．卷邊松懈不實：卷邊松懈不實的情況一般是由于卷邊輥輪槽不合適或材料剛性太大等造成。當卷邊層數達到工藝要求時，卷邊還不實，說明輥輪槽型合適，但尺寸過大，實際槽內空間的截面積大于卷邊材料的截面積，槽內空間填不滿時就會出現松懈不實。當材料剛性太大時，由于回彈的作用，卷邊尺寸在工藝過程完成后可能出現大于輥輪槽的尺寸的情況，于是產生了回彈間隙。
3．假卷問題：假卷問題的出現可能有多種原因：桶身翻邊尺寸及形狀的誤差、輥輪槽尺寸及形狀的誤差、桶底蓋預卷邊尺寸形狀的誤差等。
桶身翻邊過寬時，裝配中邊緣超過了桶底蓋預卷邊緣，底蓋將不讓把翻邊卷入，于是就可能出現假卷現象；
當翻邊處角度過小時或在工序周轉中磕碰變形時，裝配中翻邊不能與桶底蓋緊密結合，也可能出現假卷現象。
如果卷邊輥輪槽型曲線和尺寸設計或加工的不合適，假卷現象也容易出現。
桶底蓋預卷邊的形狀和尺寸比較重要，如果出現較大的誤差，就會給卷邊工藝過程帶來問題，比如預卷邊部分尺寸太窄小或過分卷邊都可能造成卷邊封口的假卷問題。
4．鐵舌現象：卷邊封口工藝過程中的鐵舌現象多因卷邊輥輪槽與桶板材料不相適應造成的。
當材料厚度超過輥輪槽初始設計的厚度條件時，多余的材料輥槽裝不下，就會溢出成為鐵舌；
桶身縫焊部位超厚時，縫焊處的材料過多，該部位可能出現局部鐵舌現象；
當材料厚度不均時，材料超厚的部位也會出現鐵舌現象，而超薄的部位就會出現間隙；
當輥輪槽型設計不適當時，材料不能自然卷入可能造成外部鐵舌而卷邊內部空虛的現象，這種情況在生產中經常出現，一般在更換新輥輪或輥輪長時間磨損后出現的機會較多。
八、桶底蓋成型及預卷工藝問題
在桶底蓋生產工藝中常出現的質量問題主要有：拉伸裂、沖孔翻邊裂、蓋深或邊寬超差、桶口件壓合松、預卷邊超差、注膠不均等。
1．拉伸裂：拉伸裂一般出現在桶底蓋的成型底部邊緣，產生的原因有三：一是材料拉伸性能差，塑性低，硬度高，具有較高的脆性；二是拉伸模具磨損后產生誤差或間隙不均等；三是材料超厚，使模具間隙相對偏小產生的。
2．沖孔翻邊裂：在為桶口件鎖裝進行沖孔翻邊時，也常出現翻邊裂現象。這多數是由于模具問題造成的，也有一部分原因是原材料脆硬造成的。沖孔翻邊裂給下道桶口件鎖裝工序埋下了隱患，可能出現桶口處滲漏的質量問題。
3．底深和邊寬超差：在桶底蓋成型過程中，有時出現底深和邊寬超差的情況，多數情況下這兩種情況是同時出現的，因為落料尺寸在成型前已經確定，如果成型后蓋深不足工藝要求，則邊寬一定超寬；如果蓋深超過工藝要求，那么桶蓋邊緣尺寸就會變得窄小。
邊寬太寬時，預卷中卷邊部位可能卷得過多或預卷后邊寬超差，這時在封口裝配時容易出現底蓋自卷，使桶身翻邊包容性差，從而產生假七層的卷邊。
如果邊寬太窄時，可能出現預卷不到位或預卷后邊寬不足的缺陷，在封口裝配時由于底蓋邊緣不能包容桶身翻邊，從而出現假卷現象。
4．絲圈壓合過松：桶口件絲圈壓合時，有時出現過松現象，這是由于模具壓合不到位或模具磨損所致，一般情況下通過調整壓力機或維修模具就可解決。壓合過松會使桶口處產生滲漏現象，而且在封口裝配后不能修復，所以要進行經常細致地檢驗。
5．底蓋預卷邊超差：桶底蓋預卷邊有時產生超差現象，不論是卷邊部位產生什么樣的誤差，都會在封口裝配中產生不良的卷邊效果，很多種的卷邊缺陷都由此產生，所以不可忽視。
6．預卷注膠問題：一般工藝要求注膠要均勻和充足，如果達不到，肯定會影響到卷邊的密封性能。
另外，在實際生產中，常常有些企業在預卷注膠還沒有固化的情況下進行下道封口卷邊工藝過程，這就等于埋下了嚴重的滲漏隱患，因為當濕膠卷入封口后，內部的膠液處在相對隔絕空氣的密封容器中，很難進行固化，當鋼桶在使用中稍事磕碰，密封膠將失去密封作用，從而產生滲漏。
以上對影響鋼桶質量的主要工藝問題進行了系統的分析，從中我們可以發現，各個工藝質量問題都相互聯系、相互制約、相互影響。所以，要使最終的鋼桶產品能夠完全合格并且質量穩定，就要對工藝間的相互關系進行詳細研究和控制，并對鋼桶從采購、設計、生產、銷售等各個環節進行科學的控制，從而理順各個環節、各個工序的關系，帶動整個企業的管理走向正規化、科學化、現代化，由此便可以實現企業的高效、自覺、嚴謹的管理體系，實現低成本、高效益也不是夢想。
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