淺析電梯轎廂不銹鋼鈑金連接工藝

鈑金不銹鋼薄板連接技術(shù)，在現(xiàn)代鈑金制造業(yè)中應(yīng)用甚廣，連接方式也豐富多樣。尤其在電梯轎廂不銹鋼鈑金連接中，各類連接工藝更是大放異彩，百花爭鳴。既有焊接，自攻螺釘連接，抽芯鉚釘連接等傳統(tǒng)的連接工藝，又有鎖鉚連接，無鉚連接等新一代的薄板連接技術(shù)，如圖1所示。

圖1各種冷連接示意圖隨著社會的發(fā)展和鈑金制造工藝要求的不斷提高，電梯轎廂不銹鋼薄板連接在追求穩(wěn)定可靠加工工藝的同時，對產(chǎn)品的美觀性也有了一定的追求。所以對于一些缺點(diǎn)較為明顯，對產(chǎn)品外觀影響較大的連接工藝，將會逐漸被電梯鈑金加工市場所淘汰。傳統(tǒng)鈑金連接工藝焊接工藝焊接是一種在鈑金制造業(yè)中使用最廣，連接強(qiáng)度最為牢固的傳統(tǒng)連接工藝，分為熔焊、壓焊、釬焊三大類。其工作原理一般都是利用焊接設(shè)備的正負(fù)極短接，瞬間形成高電流使得焊接金屬絲達(dá)到熔融狀態(tài)，并附著到金屬薄板上，使得金屬薄板連接緊固，如圖2所示。焊接工藝具有連接性能好，結(jié)構(gòu)剛度大，整體性好，容易保證氣密性和水密性，容易實(shí)現(xiàn)自動化焊接等眾多優(yōu)點(diǎn)。然而，焊接工藝的缺點(diǎn)也尤為顯著，被焊金屬需有優(yōu)良的導(dǎo)電性，且表面不能覆蓋油漆，每次連接數(shù)量最多只能兩件。圖2焊接工藝另外，焊接工藝需要熟練地控制才能保證品質(zhì)的穩(wěn)定，若焊接過程控制不當(dāng)，容易產(chǎn)生焊穿，虛焊，板材翹曲，裂紋，表面飛濺引起的毛刺，氣孔，燒痕，邊緣焊點(diǎn)，漏焊等影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題。同時，成熟的焊接品質(zhì)評判方法目前只有外觀目視和剝離破壞性檢驗(yàn)，所以加大了品質(zhì)控制的難度。在工業(yè)4.0中，人們更加注重綠色環(huán)保的生產(chǎn)加工方式，焊接時產(chǎn)生的煙塵，強(qiáng)光，有毒氣體等威脅著工人們的健康和安全，因此，在電梯不銹鋼板連接工藝中，焊接連接方式已逐漸被抽鉚，鎖鉚，無鉚等冷連接方式所代替。自攻螺釘連接工藝自攻螺釘連接，一種最基本，最簡單，使用范圍最廣泛的傳統(tǒng)冷連接工藝。其原理是使用扭力扳手，螺絲刀等工具將螺釘擰入連接板底孔，通過旋入力矩攻出配合螺紋，實(shí)現(xiàn)螺紋密合、旋緊緊固；其連接強(qiáng)度與螺釘自身的螺距P以及不銹鋼板厚度T有關(guān)，螺距越小，板厚越大，連接強(qiáng)度越強(qiáng)，抗拉性能，抗剪性能也越好。自攻螺釘連接操作簡單方便，只要在不銹鋼薄板需要連接的地方預(yù)先開好直徑略小于螺釘直徑(一般為1mm)的連接孔，然后用工具將螺釘擰入連接孔中，即可將不銹鋼板進(jìn)行連接。但是，由于電梯轎廂不銹鋼板較薄，厚度一般只有1.2mm～1.5mm，自攻螺釘連接抗拉力強(qiáng)度較低，該工藝只適用于較厚的不銹鋼板的連接。因此，在電梯門板與壁板的角部連接中，一般不采用自攻螺釘連接作為連接工藝。鈑金鉚接工藝抽芯鉚釘連接工藝如圖3所示，拉鉚連接，這是一種早期的鈑金薄板冷連接技術(shù)，其工作原理主要是先將抽芯鉚釘放到預(yù)先開好連接孔的不銹鋼薄板孔內(nèi)，然后用手工或空氣壓縮釘槍作為動力，將鉚釘中間芯桿向后拉，芯桿頭部對鉚釘進(jìn)行擠迫，使得鉚釘膨脹，從而對不銹鋼薄板進(jìn)行擠壓固緊；同時，芯桿會由于縮頸處斷裂而被拉出，拉鉚工序完成。圖3抽鉚連接由于其操作簡便，連接強(qiáng)度可靠，抗拉，抗剪性能良好，至今依然廣泛應(yīng)用于電梯鈑金連接，汽車外殼裝配，塑膠模型裝配等制造行業(yè)中。但是，每次拉鉚前都需先在金屬板連接孔中裝上抽芯鉚釘，然后再用拉鉚釘槍套到鉚釘芯桿上才能將其抽出，由于其操作工序過于繁雜，不利于自動化設(shè)備的大規(guī)模流水線操作。只適合用于人工裝配的電梯門板，壁板以及吊頂?shù)倪B接中。隨著工業(yè)4.0進(jìn)程的推展，電梯鈑金制造業(yè)的自動化程度越發(fā)普及，在自動裝配線的電梯門板與壁板角部連接中，基本已經(jīng)采用無鉚連接或鎖鉚連接作為固緊的工藝。鎖鉚連接鎖鉚連接工藝，這是一種與抽鉚連接工藝較為相似的不銹鋼薄板連接方式。其工作原理為鎖鉚鉚釘在釘槍的作用力下，通過穿透第一層材料，在第二層材料中進(jìn)行流動和延展，形成一個相互鑲嵌的塑性變形的鉚釘連接過程，如圖4所示。與抽鉚連接工藝不同的是，鎖鉚連接不需要預(yù)先在不銹鋼板連接處開一個抽鉚孔，而是直接將鉚釘通過鏈帶輸送到需要連接的位置，然后利用釘槍壓力直接將不銹鋼薄板進(jìn)行穿透，并在第二層材料中產(chǎn)生形變，從而將不銹鋼薄板緊固。由于其擺脫了抽鉚連接繁雜的操作工序，且連接強(qiáng)度可靠，抗拉，抗剪性能好，因而得以大規(guī)模運(yùn)用在電梯門板自動化生產(chǎn)線上。圖4鎖鉚連接由于該工藝不需在金屬板上開孔，僅依靠鉚釘受到釘槍的作用力而壓進(jìn)金屬板內(nèi)，若第一層金屬材料硬度較高，鉚釘難以穿透第一層金屬材料，不能順利到達(dá)第二層材料，以致鉚接失敗。因此，使用鎖鉚工藝時，一般都會選擇硬度相對較低的首層金屬進(jìn)行鉚接，從而使鉚接更為牢固。例如，在電梯門板鈑金連接中，鎖鉚工藝一般使用于鍍鋅板加強(qiáng)筋與不銹鋼門板的連接，鉚釘先穿透硬度較低的鍍鋅板，再壓進(jìn)第二層的不銹鋼材料中并發(fā)生形變，從而將加強(qiáng)筋與門板連接緊固。無鉚釘連接無鉚釘連接技術(shù)是一種新型的薄板連接技術(shù)。其原理與鎖鉚連接工藝較為相似，唯一不同點(diǎn)在于，這種工藝不需要鉚釘即可對不銹鋼薄板進(jìn)行連接固緊。它是利用沖壓設(shè)備和模具，通過沖壓加工工序，將不銹鋼薄板材料冷擠壓變形，使薄板局部橫向截面產(chǎn)生擠壓力和軸向產(chǎn)生卡緊力，形成連接圓點(diǎn)，即可將不同材質(zhì)，不同厚度的兩層或多層板件連接起來。薄板無鉚釘連接技術(shù)可分為凸點(diǎn)連接技術(shù)和平點(diǎn)連接技術(shù)。根據(jù)鉚接孔的形狀不同，又可以分為圓形點(diǎn)連接和矩形點(diǎn)連接兩大類。圓形點(diǎn)連接工藝主要適用于硬度較軟的薄板，如塑料板，碳板，鍍鋅板等。矩形點(diǎn)連接則適用于硬度較大的板材上，如304不銹鋼板。無鉚連接具有最為簡單的操作工序，良好的抗拉性與抗剪性，強(qiáng)度也較高?，F(xiàn)正廣泛應(yīng)用于自動化生產(chǎn)的電梯門板角部連接當(dāng)中，如圖5所示。圖5無鉚連接工藝特點(diǎn)對比在電梯轎廂的門板，壁板和吊頂?shù)拟k金加工生產(chǎn)中，焊接工藝雖然最為牢固可靠，但由于高溫對門板與壁板裝飾面會有一定的損害，因此，該工藝已不適用于電梯轎廂加工生產(chǎn)。而自攻螺釘工藝，由于電梯轎廂門板和壁板過薄，導(dǎo)致其連接性能較差，因此也已被電梯轎廂生產(chǎn)所摒棄。如今電梯轎廂薄板角部連接中，基本為抽鉚連接，鎖鉚連接以及無鉚連接這三種工藝三分天下。這三種連接工藝各有優(yōu)劣，通過各自出色的連接特性與工藝特點(diǎn)在電梯轎廂鈑金業(yè)中各占一席之地。表1為這三種鈑金薄板連接工藝的特性對比。表1三種連接工藝的特性對比通過表1對三種常用的電梯轎廂不銹鋼鈑金工藝特性的對比可知：(1)拉鉚連接的強(qiáng)度，抗拉力，抗剪力等參數(shù)相對較高，連接性能也最為可靠。由于其操作步驟較為精細(xì)，自動化程度相對較低，并不適合大型自動化流水線的生產(chǎn)加工。但其人工操作相對簡單，連接性能也最為可靠，因此拉鉚連接工藝廣泛應(yīng)用于半自動手工裝配的電梯門板，壁板角部連接以及加強(qiáng)筋連接中。(2)鎖鉚連接的強(qiáng)度，抗拉力，抗剪力等參數(shù)在這三種連接工藝的對比中均為中等水平。由于其連接原理的特點(diǎn)，并不適用于首層金屬較硬的連接中。鎖鉚釘槍也過于沉重，也不適合手工加工連接。但由于其自動化程度相對較高，連接性能也較無鉚連接強(qiáng)，因此，在電梯轎廂鈑金制造業(yè)中，鎖鉚連接廣泛應(yīng)用于電梯門板高速生產(chǎn)線的加強(qiáng)筋連接工位，如圖6所示。憑借其穩(wěn)定的連接性能，高效的連接效率，獲得業(yè)內(nèi)的一致好評。圖6電梯門板自動化高速生產(chǎn)線(3)無鉚連接工藝，無論其抗拉力，抗剪力，還是連接強(qiáng)度，都是三種連接工藝的最低水平。其釘槍較難控制，沖壓模具也相對精密，該工藝用在手工門板，壁板鈑金連接中也相對較少。雖然其連接強(qiáng)度較前兩種工藝低，但也已滿足電梯門板，壁板角部連接的強(qiáng)度要求。而且，由于其并無材料和鉚釘?shù)倪B接限制，自動化程度最高，連接成本也最為低廉