电焊罐

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《软饮料工业手册》第657页（2939字）

(一)电阻焊的原理

电阻焊是将已弯成筒状的罐身片两边叠在一起，通以足够大的电流，使之发热升温至1000℃左右，在适当压力下，使两边金属在金相上融合。

制造空罐用的两片镀锡薄板，在焊轮的400～600N力作用下，其电阻R约为毫欧姆级。根据欧姆定律，要将焊接变压器供应的能量送到薄板上，则焊轮、焊臂等组成的送电线路的实际电阻R₀就必须比薄板电阻R小很多(R₀为微欧姆级)，否则，焊轮、焊臂上将会消耗较大能量而发热。实际上，电阻焊焊机的工作电压均为十几伏，电流为数千安培，焊接功率为数十千瓦，焊轮、焊臂损耗功率常不及数十瓦。

当前，实用电阻焊焊机都采用交流电源，且大多数使用正弦波形电流。为了使焊接点点相连，人们将上下电极均制成滚轮，并使焊缝以等速v向前运动。假设焊缝上每个焊点间的距离为1mm时能焊接良好，则当电源频率为50Hz(正负半周共100个波峰)时，罐身筒的移动速度(即焊接速度)为100mm／s，即6m／min；电源频率增为500Hz时，焊接速度增至60m／min。目前，高速焊机的实际焊速即为60～80m／min，想超过这个速度，则一方面电源频率需再行提高，此时焊臂焊轮的高频电阻会极显着地增大而耗去可观的能量(发热)；另一方面机械运动由于运动惰性，也不大可能再增加了。

(二)搭接量

焊缝两边的叠接宽度即搭接量对密封食品容器而言应愈窄愈好，愈窄则耗能愈少，焊机工作会因电流的负荷轻而更加稳定。现在焊机规定的叠接宽度为0．30～0．50mm，使用铜线为Φ=1．38mm和Φ=1．20mm的电解铜和无氧铜。

全球着名的焊机生产厂有Soudronic(占总量70%左右)、FAEL(占总量20%)和Cevolanni(占总量10%)，产品各有千秋。国产焊机以低速机和中速机为主，以汕头轻机厂(DODO制罐生产线)产量最多，航空625所和安中机械厂也占有相当的市场份额。

(三)三片电焊罐制罐技术

以电镀锡板为原材料的三片罐生产线，其生产程序如工艺流程如图3－3－3所示。

图3－3－3 三片罐生产工艺流程

(1)切板 是将整张印涂好的薄板切成规定尺寸的罐身片，一般采用“纵横剪床”来完成。纵横剪将由传送带送来的一张张薄板，通过几对圆型滚刀切成规定宽度(例如罐身片长度)的几条后，继续前进1～2m，然后按序逐个落入另一套横行传输系统，经迅速定位后，第二套指定宽度(罐身片的高度)的滚刀将长条切成了罐身片。这些裁片由人工汇集后放入焊机堆片口。

罐身片的切片误差每边都必须在0～100μm以内，切口的毛边高度应小于25μm，切斜误差应小于片长的±0．06%。

现代切板机均能24h连续运转，并保持切板误差不增加。

(2)焊接成筒 是靠电阻焊机来完成的，焊机是制罐线的心脏设备，其工作步骤如下：

①取片至成圆：用真空泵带动两个吸盘，从片垛的下面(少量设备是从上面)吸取一张罐身片后，平动至几对钢辊间被滚压以消除应力，然后再经尖劈弯折和一对半径不同的滚筒辗压后，平板就变成了有一定曲率的圆筒，再由推杆或链上齿爪推入搭置定位导轨，即Z形导轨的开端。罐身柔铁成圆原理见图3－3－4。

图3－3－4 罐身板柔铁成圆原理

②搭接定位：依靠Z形导轨两侧凹槽的逐渐靠近，此导轨正对焊轮的出口端，其叠接宽度正好是设计值0．30～0．50mm。显然，Z形导轨的前端必须用极为耐磨的硬质合金钢制造。

③焊接：搭置好的罐身筒要进一步在两个加压的电极间等速直线平动，电极就必须是可转动的滚轮。滚轮用高硬度、高导电率的铜合金制造。为了保持其转运部分与固定的轮轴部分最佳的导电状态，轮中密封有高导电率的汞(有毒，已渐淘汰)或特殊的糊状有机良导体等，这样才能在几千安电流通过时不引起显着的损耗。再者，为了带走焊点高温导致的滚轮发热，轮内都有冷却水循环。

在焊接中如果使焊轮与镀锡薄板表面直接接触，那么熔融的锡将沾在焊轮上，愈积愈多，污染各处。为此，在焊轮上嵌入扁平铜线，以黏附并带走焊缝上的锡，如图3－3－5所示。在这样的盘绕路线之下，扁铜线的两面会从上、下两焊轮带走筒体焊缝两面的熔锡。

图3－3－5 焊接铜丝除锡原理

(3)焊缝补涂及烘烤 刚焊好的焊缝在吹风或自然冷却后，立即由喷嘴喷成涂料带，或由小滚轮滚涂上涂料带，并立即进入烘炉进行烘烤成膜。

不论是喷涂还是滚涂，都应使宽度为10～15mm内涂膜平均厚度控制在10～20g／m²范围(过薄，防蚀能力差，过厚，难于充分固化)。而烘烤则要保证在行进烘烤的全程中(30～60s)，罐身焊缝补涂带上的铁片的温度至少在10～15s时间内达200～210℃，这对各种涂料都是成功的关键之一。

另一个补涂关键是焊缝的焊温要适当，应控制在950～1000℃范围内。此时焊点均处于塑熔状态，既不可能出现冷焊(假焊)，也不可能出现熔化后因运动产生飞溅点(毛刺)。而一旦焊温太高，局部熔化，出现飞溅点，就很难被补涂膜(厚度最多20～30μm)掩盖(飞溅点最低高度为50μm)。

总之，烘烤温度分布恰当，不仅要达到充发烘烤固化，而且要不产生气泡和不使补涂带厚度分布不过度不匀，因为刚喷上或滚上的补涂带在突然进入温度过高的烘炉时，热能会使焊缝中心的涂料向两边位移，甚至产生气泡。

(4)缩颈、翻边和封底 自进入20世纪80年代以后，德国Krupp公司首先推出所谓“组合制罐机(can-o-mat)”，即将此前的缩颈、翻边及封底等各工序置于一个立式机台上(过去缩颈、翻边两工序是采用水平卧式工作)，由一个总马达带动各工作站同步依序工作。缩颈和翻边都是采用旋压的方法，封罐则是采用传统的两次滚轮封罐或Krupp的轮轨式封罐。