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，在現(xiàn)代鈑金制造業(yè)中應用甚廣，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，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備的正負極短接，瞬間形成高電流使得焊接金屬絲達到熔融狀態(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，結構剛度大，整體性好，容易保證氣密性和水密性，容易實現(xiàn)自動化焊接等眾多優(yōu)點。然而，焊接工藝的缺點也尤為顯著，被焊金屬需有優(yōu)良的導電性，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，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，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，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，實現(xiàn)螺紋密合、旋緊緊固；其連接強度與螺釘自身的螺距P以及不銹鋼板厚度T有關，螺距越小，板厚越大，連接強度越強，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，其工作原理主要是先將抽芯鉚釘放到預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，芯桿頭部對鉚釘進行擠迫，使得鉚釘膨脹，從而對不銹鋼薄板進行擠壓固緊；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，連接強度可靠，抗拉，抗剪性能良好，至今依然廣泛應用于電梯鈑金連接，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，且連接強度可靠，抗拉，抗剪性能好，因而得以大規(guī)模運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，再壓進第二層的不銹鋼材料中并發(fā)生形變，從而將加強筋與門板連接緊固。無鉚釘連接無鉚釘連接技術是一種新型的薄板連接技術。其原理與鎖鉚連接工藝較為相似，唯一不同點在于，這種工藝不需要鉚釘即可對不銹鋼薄板進行連接固緊。它是利用沖壓設備和模具，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，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可分為凸點連接技術和平點連接技術。根據(jù)鉚接孔的形狀不同，又可以分為圓形點連接和矩形點連接兩大類。圓形點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，強度也較高。現(xiàn)正廣泛應用于自動化生產(chǎn)的電梯門板角部連接當中，如圖5所示。圖5無鉚連接工藝特點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，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用于半自動手工裝配的電梯門板，壁板角部連接以及加強筋連接中。(2)鎖鉚連接的強度，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，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，因此，在電梯轎廂鈑金制造業(yè)中，鎖鉚連接廣泛應用于電梯門板高速生產(chǎn)線的加強筋連接工位，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