جریان فرآیند یک خط پوشش سیم پیچ فلزی چگونه است؟

یک خط پوشش سیم پیچ فلزی، سیم پیچ فلزی لخت را از طریق یک سری مراحل دقیق پردازش می کند: باز کردن و اتصال، بافر کردن آکومولاتور ورودی، پیش تصفیه شیمیایی، اعمال پرایمر و پخت، اعمال پوشش رویی و پخت، اعمال پوشش پشتی اختیاری، خنک کردن و خاموش کردن، و انباشته خروجی و به دنبال آن برش یا برش از انباشته خروجی. این فرآیند پیوسته - که با سرعت خط معمولا بین 40 تا 150 متر در دقیقه بسته به نوع پوشش و بستر اجرا می‌شود - پوشش‌های آلی را روی نوارهای فلزی نورد تخت در یک گذر بسیار خودکار اعمال می‌کند. سپس کویل از پیش رنگ‌شده به‌دست‌آمده برای شکل‌دهی به محصولات نهایی مانند پانل‌های ساختمان، محفظه‌های دستگاه، اجزای خودرو و بسته‌بندی به تولیدکنندگان پایین‌دستی ارسال می‌شود، بدون اینکه نیازی به تکمیل سطح بیشتر باشد. درک هر مرحله از جریان فرآیند با جزئیات برای ارزیابی طراحی خط، عیب یابی عیوب پوشش، مشخص کردن پارامترهای فرآیند برای سیستم های پوشش جدید و انتخاب مناسب ضروری است. خط پوشش سیم پیچ فلزی پیکربندی برای یک نیاز تولید معین

نمای کلی: مفهوم پوشش سیم پیچ پیوسته

پوشش سیم پیچ - که پوشش نواری پیوسته یا تولید فلز از پیش رنگ شده نیز نامیده می شود - اساساً یک فرآیند تولید رول به رول است که در آن نوار فلزی در انتهای ورودی باز می شود، به طور مداوم از طریق یک توالی از ایستگاه های تصفیه و پوشش پردازش می شود و در انتهای خروجی پس می زند. دستاورد مهندسی کلیدی این فرآیند، حفظ حرکت مداوم نوار در کل خط بدون توقف است، حتی زمانی که یک سیم پیچ ورودی تمام می شود یا یک سیم پیچ خروجی باید تغییر کند.

این امر از طریق بخش‌های انباشته‌کننده - برج‌های حلقه بزرگ یا انباشته‌کننده‌های مارپیچی که یک بافر از نوار را ذخیره می‌کنند - که در هر دو انتهای ورودی و خروجی بخش پردازش قرار دارند، به دست می‌آید. بافر نوار انباشته اجازه می دهد تا بخش های ورودی و خروجی برای اتصال یا تغییر سیم پیچ به طور خلاصه متوقف شوند در حالی که بخش فرآیند با سرعت کامل به کار خود ادامه می دهد و کیفیت پوشش و پایداری فرآیند را حفظ می کند.

خطوط روکش کویل مدرن بر اساس این اصل طراحی شده اند که کیفیت پوشش زمانی که روی نوار مسطح روی یک خط پیوسته با سرعت بالا اعمال می شود بسیار سازگارتر و قابل کنترل تر از زمانی است که روی قطعات تشکیل شده به صورت جداگانه اعمال می شود. به همین دلیل است که فلز پوشش داده شده با سیم پیچ در ترجیحاً در تمام کاربردهای با حجم بالا که هندسه محصول نهایی را می توان از نوارهای از پیش رنگ شده تشکیل داد، به جای پس از رنگ آمیزی استفاده می شود.

پارامترهای کلیدی فرآیند

کل جریان فرآیند توسط تعداد کمی از پارامترهای اصلی کنترل می شود که در تمام متغیرهای پایین دستی آبشاری می کنند:

• سرعت خط: معمولاً 40 تا 150 متر در دقیقه برای کاربردهای استاندارد پوشش آلی. سرعت‌های بالاتر به زمان کوتاه‌تری در فر نیاز دارند و بنابراین برای پوشش‌های نازک‌تر روی بسترهای سبک‌تر ترجیح داده می‌شوند.
• حداکثر دمای فلز (PMT): حداکثر دمایی که نوار فلزی در داخل کوره پخت می‌رسد، معمولاً بین 215 تا 260 درجه سانتی‌گراد برای پوشش‌های مبتنی بر پلی‌استر و حداکثر تا 280 درجه سانتی‌گراد برای سیستم‌های با کارایی بالا مانند PVDF یا پلاستیزول (منبع: انجمن پوشش کویل اروپایی، ECCA، راهنمای فنی کویل)
• وزن پوشش: ضخامت لایه خشک (DFT) هر لایه پوشش، معمولاً 5 تا 30 میکرون برای لایه‌های پرایمر و 15 تا 60 میکرون برای لایه‌های پوشش بالایی بسته به نیازهای کاربرد.
• غلظت حمام قبل از درمان شیمیایی: کنترل دقیق برای دستیابی به وزن پوشش تبدیل ثابت روی سطح فلز قبل از اعمال پرایمر

مرحله 1: بخش ورود - باز کردن، پیوستن، و آماده سازی خوراک

بخش ورودی خط پوشش سیم پیچ فلزی، سیم پیچ های فلزی خالی را از محوطه سیم پیچ دریافت می کند - معمولاً فولاد گالوانیزه گرم، آلیاژ آلومینیوم، فولاد نورد سرد یا فولاد الکتروگالوانیزه - و یک نوار پیوسته برای بخش فرآیند در پایین دست آماده می کند.

قرقره های بازده و بارگیری سیم پیچ

اکثر خطوط روکش کویل تولیدی مجهز به دو قرقره بادی (decoilers) هستند که به یک قرقره اجازه می دهد در حالی که سیم پیچ بعدی بارگذاری می شود و روی قرقره دوم رزوه می شود. وزن کویل برای عملیات در مقیاس تولید معمولاً بسته به مواد بستر و گیج بین 5 تا 30 تن در هر کویل متغیر است و قرقره بازده باید قابلیت کاهش سرعت کنترل شده را داشته باشد زیرا قطر سیم پیچ کاهش می یابد و سیم پیچ سبک تر می شود.

یک نوار صاف کننده یا سیستم رول لگام در قرقره پرداخت، مجموعه سیم پیچ را حذف می کند - انحنای باقیمانده در نوار از زمان پیچش روی سیم پیچ - که در غیر این صورت باعث ایجاد مشکلات ردیابی نوار در بخش فرآیند و اعمال پوشش ناهموار می شود. برای زیرلایه های گیج سنگین یا با استحکام بالا، ممکن است برای دستیابی به صافی کافی، به سرهای تراز چند رول نیاز باشد.

اتصال: دوخت یا جوش

هنگامی که سیم پیچ در حال اجرا تقریبا تمام می شود، خط کاهش می یابد در حالی که دم نوار از سیم پیچ در حال اجرا به سر نوار سیم پیچ بعدی متصل می شود. از دو روش اتصال استفاده می شود:

• دوخت: انتهای نوار روی هم قرار گرفته اند و به صورت مکانیکی با یک سری زبانه های به هم پیوسته که توسط سر دوخت سوراخ شده اند به هم متصل می شوند. دوخت سریع است (معمولاً 30 تا 60 ثانیه) و نیازی به حرارت ندارد و آن را برای مواد اولیه پوشش داده شده یا از قبل آماده شده مناسب می کند. اتصال دوخته شده یک تغییر ضخامت کوچک ایجاد می کند که باید از طریق بخش فرآیند ردیابی شود
• جوشکاری: انتهای نوار با لیزر یا جوشکار مقاومتی جوش داده می شود و اتصالی تقریباً همسطح با سطح نوار ایجاد می کند. جوشکاری ضخامت اتصال ثابت‌تری ایجاد می‌کند، اما به زمان اتصال کمی طولانی‌تر و مدیریت دقیق منطقه متاثر از حرارت برای مواد زیرلایه خاص نیاز دارد.

ذخیره کننده ورودی

در پایین دست ایستگاه اتصال، انباشتگر ورودی طول نواری را ذخیره می‌کند که برای حفظ سرعت کامل بخش فرآیند در طول عملیات اتصال - معمولاً کافی است. 200 تا 600 متر نوار بسته به سرعت خط و زمان اتصال. آکومولاتور در حین اجرای عادی پر می شود (زمانی که بخش ورودی سریعتر از بخش فرآیند اجرا می شود) و در حین عملیات اتصال (زمانی که بخش ورودی متوقف می شود اما بخش فرآیند ادامه می یابد) تخلیه می شود. برج آکومولاتور از مجموعه‌ای از مجموعه‌های رول ثابت و شناور برای قرار دادن حلقه نوار استفاده می‌کند، با موقعیت کالسکه شناور به طور مداوم نظارت و کنترل می‌شود تا کشش نوار حفظ شود.

مرحله 2: بخش پیش تصفیه شیمیایی

پیش تصفیه شیمیایی مرحله ای است که مستقیماً چسبندگی طولانی مدت و مقاومت در برابر خوردگی سیستم پوشش اعمال شده را تعیین می کند. حتی پوشش ارگانیک با بالاترین کیفیت نیز در صورت اعمال بر روی سطح فلزی که به خوبی آماده نشده یا آلوده است، پیش از موعد از بین می رود. بخش پیش تصفیه، سطح فلز لخت را از طریق مراحل تمیز کردن، شستشو، پوشش تبدیل و خشک کردن به یک پایه شیمیایی پذیرا و مقاوم در برابر خوردگی تبدیل می کند.

تمیز کردن قلیایی

اولین مرحله پیش تصفیه روغن ها، روان کننده های نورد، اکسیدهای سطحی و آلودگی ذرات انباشته شده بر روی سطح نوار در طول نورد سرد و ترانزیت را حذف می کند. تمیز کردن قلیایی معمولاً در یک یا دو مرحله با استفاده از یک سیستم اسپری یا غوطه وری انجام می شود و محلول تمیز کننده در دمای بالا نگهداری می شود (معمولاً 55 تا 75 درجه سانتیگراد ) برای بهبود راندمان امولسیون سازی روغن.

پاک کننده های قلیایی مبتنی بر سورفکتانت، روغن ها را بلند و امولسیون می کنند در حالی که از نظر شیمیایی با پوشش شیمیایی پوشش تبدیل پایین دست سازگار هستند. اثربخشی مرحله تمیز کردن قلیایی بسیار مهم است - آلودگی سطح باقیمانده به عنوان مانعی بین فلز و پوشش تبدیل عمل می کند و مناطق محلی با چسبندگی ضعیف ایجاد می کند که به صورت تاول زدن یا پوسته شدن پوشش در حین کار ظاهر می شود.

مراحل شستشو

چندین مرحله آبکشی از بخش تمیز کردن پیروی می کند تا پاک کننده های باقیمانده و آلودگی ها از سطح نوار قبل از پوشش تبدیل حذف شوند. حداقل دو مرحله شستشو – معمولاً یک شستشوی آب با گردش مجدد و سپس شستشو با آب تازه – استفاده می‌شود که شستشوی نهایی بلافاصله قبل از پوشش تبدیل با استفاده از آب غیر معدنی یا دیونیزه شده برای جلوگیری از آلودگی رسوبات معدنی به حمام پوشش تبدیلی انجام می‌شود.

کاربرد پوشش تبدیل

پوشش تبدیل به طور شیمیایی با سطح فلز واکنش می دهد و یک لایه معدنی نازک و محکم چسبیده را تشکیل می دهد که انتقال بین فلز لخت و پرایمر آلی بالا را فراهم می کند. این لایه پوشش تبدیلی دو عملکرد را انجام می دهد: چسبندگی پرایمر به زیرلایه فلزی را به طور چشمگیری بهبود می بخشد، و مانع خوردگی فداکارانه ای را فراهم می کند که گسترش هر گونه شکاف پوشش در سرویس را کاهش می دهد.

سه شیمی پوشش تبدیل در پوشش سیم پیچ معاصر استفاده می شود:

• پوشش تبدیل کرومات: از لحاظ تاریخی پرمصرف ترین ماده شیمیایی بوده که محافظت عالی در برابر خوردگی و ارتقاء چسبندگی را ارائه می دهد. در حال حاضر به دلیل سمیت و طبقه بندی زیست محیطی ترکیبات کروم شش ظرفیتی، تحت قوانینی از جمله REACH و RoHS، به طور گسترده در اروپا حذف شده و در بسیاری از بازارها محدود شده است.
• پوشش تبدیل کروم سه ظرفیتی (Cr-III): جایگزینی با سمیت کمتر برای کرومات شش ظرفیتی، که باعث تقویت چسبندگی مشابه با کاهش قابل توجهی خطر زیست محیطی و سلامتی می شود. در حال حاضر استاندارد در بازارهایی که کرومات محدود شده است
• پوشش تبدیلی بدون کرومات (بر پایه زیرکونیوم یا تیتانیوم): سازگارترین گزینه با محیط زیست، که اکنون به طور گسترده به ویژه در بخش پوشش سیم پیچ آلومینیومی مورد استفاده قرار گرفته است. نیاز به کنترل دقیق فرآیند برای دستیابی به وزن پوشش و ارتقای چسبندگی معادل سیستم های کرومات دارد (منبع: ECCA، پیش تصفیه برای پوشش کویل، سری مقاله فنی)

خشک کردن و گرم کردن نوار قبل از پوشش

پس از آخرین مرحله آبکشی، نوار از یک اجاق خشک کن یا سیستم چاقوی هوا عبور می کند تا رطوبت باقیمانده قبل از ورود به بخش پوشش حذف شود. وارد شدن به روکش پرایمر با سطح نوار مرطوب، پوشش پرایمر را در محل اجرا رقیق می کند و باعث تغییر ضخامت لایه و مشکلات چسبندگی می شود. برخی از طرح های خط نیز از یک بخش پیش گرمایش نواری بین خشک کردن و استفاده از پرایمر برای بهبود جریان پرایمر و تراز کردن بلافاصله پس از استفاده استفاده می کنند.

مرحله 3: کاربرد پرایمر و پخت

پرایمر اولین لایه پوشش آلی است که بر روی سطح فلزی که از قبل درمان شده اعمال می شود. کارکردهای اصلی آن ارتقای چسبندگی بین پوشش تبدیل و پوشش رویی، محافظت در برابر خوردگی اضافی، و ایجاد یک پایه یکنواخت برای لایه رویی بالای آن است.

روش اعمال رول کت

تقریباً تمام خطوط روکش کویل تولیدی به جای پوشش اسپری یا پرده، از روکش رول استفاده می کنند - به طور خاص، سر روکش سه رول یا دو رول. رول روکش پوشش مایع را از طریق یک هندسه نوک دقیق بین رول اپلیکاتور (که پوشش را از رول تابه در حال اجرا در تابه پوشش می گیرد) و رول پشتی (که نوار را از پایین در محل اعمال پشتیبانی می کند) روی سطح نوار اعمال می کند.

وزن فیلم اعمال شده بر روی سطح نوار توسط فشار نیپ بین اپلیکاتور و رول های پشتی، سرعت چرخش هر رول نسبت به سرعت نوار و ویسکوزیته مواد پوشش در ظرف کنترل می شود. نسبت های سرعت رول - سرعت چرخش رول اپلیکاتور که به صورت درصدی از سرعت نوار بیان می شود - معمولاً در محدوده 110 تا 130 درصد در حالت رو به جلو (حرکت سطح رول در همان جهت نوار)، ارائه یک اثر صاف کننده بر روی فیلم اعمال شده، یا در حالت معکوس (حرکت سطح رول در مقابل نوار) برای ویژگی های مختلف کاربرد (منبع: انجمن ملی پوشش سیم پیچ، NCCA، بررسی اجمالی فرآیند پوشش سیم پیچ).

کوره کیورینگ پرایمر

پس از اعمال، نوار پرایم شده بلافاصله وارد کوره پخت پرایمر می شود، جایی که گرما باعث می شود پوشش مایع جریان یابد، تراز شود و سپس به یک لایه جامد و چسبنده متصل شود. کوره پخت معمولاً یک کوره همرفت با گاز مستقیم یا گرمایش غیرمستقیم است که برای گرم کردن نوار تا حداکثر دمای فلز مورد نیاز پوشش (PMT) در مدت زمان موجود در اجاق که توسط سرعت خط و طول فر تعیین می‌شود، طراحی شده است.

پروفیل‌های دمای کوره با دقت طراحی شده‌اند تا گرمای کافی برای پخت کامل پوشش بدون تجاوز از PMT تعیین‌شده برای سیستم پوشش یا آلیاژ زیرلایه فراهم کنند. Undercure فیلمی با چگالی اتصال متقابل نامناسب تولید می کند که منجر به سختی، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر حلال می شود. overcure باعث شکنندگی می شود و می تواند سیستم های پوششی با رنگ روشن را تغییر رنگ دهد. برای اکثر سیستم های پرایمر پلی استر و پلی اورتان، PMT هدف 215 تا 232 درجه سانتیگراد است که برای مدت زمان ماندگاری محاسبه شده از مدل حرارتی اجاق برای شرایط عملیاتی خاص حفظ می شود.

آب کوئنچ پس از پرایمر کیور

بلافاصله پس از خروج از کوره پخت پرایمر، نوار به سرعت توسط اسپری کوئنچ آب خنک می‌شود تا دمای نوار به سطحی مناسب برای جابجایی و استفاده از پوشش بالایی - معمولاً کمتر از 50 درجه سانتی‌گراد- کاهش یابد. خاموش کردن سریع پرایمر گرم شده، هرگونه واکنش حرارتی باقیمانده را متوقف می کند و از خیس شدن حرارت از آسیب رساندن به کیفیت فیلم پرایمر جلوگیری می کند. کیفیت آب کوئنچ کنترل می شود (معمولاً نرم یا دیونیزه می شود) تا از رنگ آمیزی مواد معدنی سطح پرایمر قبل از اعمال پوشش رویی جلوگیری شود.

مرحله 4: اعمال پوشش و پخت

پوشش رویی لایه پوشش خارجی است که ظاهر محصول نهایی، رنگ، سطح براقیت و ویژگی های اولیه مقاومت در برابر آب و هوا را فراهم می کند. این لایه پوششی است که برای کاربر نهایی محصول پوشش داده شده قابل مشاهده است و بنابراین مهمترین لایه از نظر مشخصات در سیستم پوشش است.

رول کوتر رول کت

روکش پوششی یک رول روکش دوم است که از نظر مفهومی با پوشش پرایمر یکسان است، اما برای رئولوژی و الزامات کاربرد خاص فرمول پوشش بالایی تنظیم شده است. فیلم های پوششی معمولاً هستند ضخامت فیلم خشک 15 تا 60 میکرون به طور قابل توجهی ضخیم تر از پرایمرها (که معمولاً 5 تا 10 میکرون DFT هستند)، نقش پوشش رویی را به عنوان مانع اولیه در برابر اشعه ماوراء بنفش، رطوبت و ساییدگی مکانیکی در سرویس منعکس می کند.

کنترل وزن پوشش در کاربرد پوشش بالایی بسیار مهم است زیرا تغییر ضخامت لایه در عرض نوار مستقیماً به تغییر رنگ و براقیت قابل مشاهده در محصول نهایی تبدیل می شود - یک نقص کیفیت بلافاصله برای مشتری نهایی آشکار می شود. خطوط روکش کویل مدرن از اندازه‌گیری خودکار ضخامت فیلم (معمولاً سنج‌های فلورسانس اشعه ایکس یا تداخل سنجی نوری که بلافاصله پس از پوشش قرار می‌گیرند) با بازخورد حلقه بسته به سیستم کنترل نوک روکش استفاده می‌کنند و یکنواختی ضخامت لایه را حفظ می‌کنند. مثبت یا منفی 1 تا 2 میکرون در طول عرض نوار در طول تولید در حالت پایدار.

کوره کیورینگ روکش

کوره پخت پوشش بالایی معمولاً بزرگ‌ترین و سخت‌ترین قطعه تجهیزات فرآیندی روی خط پوشش کویل است، زیرا فرمول‌های پوشش بالایی - به‌ویژه سیستم‌های با کارایی بالا مانند PVDF (پلی‌وینیلیدین فلوراید) یا پلاستیزول PVC - به دمای بالاتر فلز و زمان ماندگاری طولانی‌تری نسبت به پرایمرها نیاز دارند.

طول کوره در خطوط روکش کویل در مقیاس تولید معمولاً است 35 تا 80 متر برای کوره روکش بالا، اجازه می دهد تا زمان ماندگاری کافی در سرعت های خط تولید وجود داشته باشد. کوره به چندین ناحیه دما تقسیم می شود - معمولاً یک منطقه گرمایش، یک منطقه نگه داشتن در دمای اوج و یک منطقه خنک کننده - برای دستیابی به مشخصات PMT مورد نیاز بدون تجاوز از آن. یکنواختی حرارتی در عرض نوار توسط جریان هوای متعادل و دقیق از طریق آرایه‌های نازل کوره حفظ می‌شود، با تغییرات دمای نوار متقاطع معمولاً در داخل کنترل می‌شود. مثبت یا منفی 3 درجه سانتیگراد در منطقه اوج دما

کوئنچ تاپ کوت و خنک کننده نواری

مانند بخش پرایمر، نوار پوششی خشک شده بلافاصله پس از خروج از کوره پوشش بالایی با آب فرو می‌رود. خاموش کردن روکش بسیار مهم است، زیرا سطح لایه رویی تازه پخته شده از نظر مکانیکی آسیب پذیر است - تماس با رول های انباشته خروجی، رول های مهار کششی یا بادگیر قبل از خنک شدن کافی می تواند باعث علامت گذاری سطح، مسدود شدن (چسبندگی بین لایه های نوار روی سیم پیچ)، یا علامت گذاری غلتکی که ظاهر محصول نهایی را آسیب می زند، شود.

برخی از طرح‌های خطوط شامل یک بخش خنک‌کننده هوای اضافی پس از خاموش کردن آب می‌شوند تا اطمینان حاصل شود که دمای سطح نوار قبل از تماس با هر رول تماسی کمتر از 40 درجه سانتی‌گراد است، به‌ویژه برای سیستم‌های پوشش بالای براق که در آن کوچک‌ترین علامت سطح بلافاصله قابل مشاهده است.

مرحله 5: استفاده از پوشش پشتی (در صورت نیاز)

بسیاری از مشخصات محصول پوشش کویل به یک روکش پشتی نیاز دارند - روکشی که روی سطح زیرین نوار (صورتی که در قسمت داخلی محصول نهایی قرار دارد) بعلاوه روکش روی سطح قابل مشاهده است. کت پشتی بسته به کاربرد محصول عملکردهای مختلفی را انجام می دهد.

توابع و مشخصات کت پشت

• مانع در برابر خوردگی از سمت معکوس: در محصولات پوششی ساختمان مانند پانل های دیواری و سقفی، سطح داخلی فلز در معرض تراکم قرار می گیرد و یک پوشش کاربردی از خوردگی جلوگیری می کند که در نهایت باعث تضعیف سیستم پوشش در سطح قابل مشاهده می شود.
• محافظت در برابر آسیب های شکل گیری: روکش پشتی روغن کاری شده یا انعطاف پذیر از قسمت زیرین نوار در طول عملیات رول‌سازی و پروفیل محافظت می‌کند و خطر آسیب پوشش را در اثر تماس ابزار بر روی صورت غیر قابل مشاهده کاهش می‌دهد.
• سطح اتصال برای محصولات لمینیت: در تولید پانل های کامپوزیت فلزی، پوشش پشتی به گونه ای فرموله می شود که مشخصات چسبندگی خاصی را برای مواد هسته پلیمری متصل به آن در فرآیند لمینیت پایین دست ایجاد کند.
• زیبایی شناسی چهره های معکوس در معرض: محصولاتی مانند پانل‌های کاست مورد استفاده در سیستم‌های نمای تهویه‌شونده ممکن است در هنگام نصب وجه معکوس قابل مشاهده باشند و نیاز به روکش پشتی برابر با کیفیت پوشش بالایی دارند.

موقعیت کاربرد کت پشت روی خط

روکش پشتی بسته به طرح محصول می تواند در نقاط مختلفی از توالی خطوط قرار گیرد. در خطوطی که سیستم‌های پرایمر استاندارد به همراه پوشش بالایی را تولید می‌کنند، پوشش پشتی معمولاً در همان پاسی که پرایمر است اعمال می‌شود - پوشش پشتی پوشش را همزمان با اعمال پرایمر روی سطح پوشش روی سطح زیرین نوار، اعمال می‌کند و هر دو در یک پاس آون پرایمر عمل می‌کنند. این ترتیب تعداد دفعات مورد نیاز فر را به حداقل می رساند، اما وزن لایه پشتی را به چیزی که می توان در مشخصات حرارتی کوره پرایمر خشک کرد، محدود می کند.

برای محصولاتی که نیاز به لایه‌های پشتی سنگین‌تر یا فرمولاسیون‌های مخصوص پوشش پشتی دارند که به دماهای پخت متفاوتی نیاز دارند، برخی از طرح‌های لاین دارای یک روکش پشتی و فر اختصاصی هستند، یا پوشش پشتی را در یک پاس خط جداگانه پردازش می‌کنند.

مرحله 6: بخش خروج - جمع کننده، بازرسی و پس زدن

پس از پایان بخش کوئنچ و خنک کننده، نوار کاملاً پوشش داده شده وارد بخش خروجی خط می شود، جایی که جمع می شود، بازرسی می شود و پس زده می شود یا به ورق تبدیل می شود.

از Acumulator خارج شوید

آکومولاتور خروجی همان عملکرد انباشته ورودی را انجام می دهد، اما به صورت معکوس: به بخش خروجی اجازه می دهد تا برای تغییر یک سیم پیچ کامل یا یک پشته برش به طور خلاصه متوقف شود بدون اینکه نیازی به کند یا توقف بخش فرآیند باشد. انباشته خروجی معمولاً بافری از نوار پوشش داده شده تمام شده را ذخیره می کند 150 تا 400 متر - و در حالی که بخش فرآیند به کار خود ادامه می دهد، آن را با نرخ مورد نیاز در بخش خروج آزاد می کند.

مدیریت صحیح آکومولاتور خروجی از نقطه نظر کیفیت بسیار مهم است، زیرا سطح نوار پوشش داده شده در حلقه انباشته نباید با رول ها یا راهنماها به گونه ای تماس پیدا کند که سطح تازه پخته شده را مشخص کند. طرح‌های انباشته خروجی از رول‌های پهن و کاملاً تکمیل شده با مواد سطحی که برای سازگاری با پوشش تولید شده انتخاب شده‌اند، استفاده می‌کنند و کشش نوار را به دقت کنترل می‌کنند تا از تماس سلف بین حلقه‌ها جلوگیری شود.

بازرسی خودکار سطح

بیشتر خطوط پوشش سیم پیچ فلزی در مقیاس تولید، بین آکومولاتور خروجی و کویل‌کننده، از سیستم‌های بازرسی سطح نوری خودکار استفاده می‌کنند که هر دو سطح نوار را به‌طور مداوم برای عیوب پوشش اسکن می‌کنند. این سیستم ها از دوربین های اسکن خطی با وضوح بالا و الگوریتم های پردازش تصویر برای تشخیص عیوب مانند:

• خراش های پوشش یا علائم از تماس تجهیزات فرآیند
• رگه های پوشش یا نوارهایی با وزن پوشش ناهموار در عرض نوار
• ضایعات سطحی یا عیوب زیرلایه که از طریق پوشش تلگراف می کنند
• انحراف رنگ یا براق از استاندارد مرجع
• تعطیلات پوشش لبه یا استفاده بیش از حد
• رسیدگی به علائم یا علائم رول از رول های ذخیره ساز پایین دست

تشخیص عیب علامت گذاری خودکار محل نوار معیوب را ایجاد می کند و به اپراتورهای پایین دستی در recoiler یا برش اجازه می دهد تا محصول آسیب دیده را حذف یا کاهش دهند. سیستم‌های بازرسی مدرن، بازرسی سطح را با اندازه‌گیری رنگ اسپکتروفتومتری و اندازه‌گیری براقیت ترکیب می‌کنند تا یک رکورد کیفیت کامل برای هر کویل تولید شده ارائه دهند.

پس زدن

نوار پوشش داده شده بر روی یک سنبه در حلقه خروجی پس زده می شود، که باید کشش کنترل شده را در طول عملیات به عقب حفظ کند تا یک سیم پیچ محکم و پایدار بسازد که باعث تلسکوپ یا فروپاشی سیم پیچ داخلی در حین جابجایی و انتقال نشود. دو مجموعه رول افسار کششی - یک لگام کششی قبل از گیره گیر و خود محرک کشش - کشش نوار را دقیقاً تا مقدار هدف مشخص شده برای مواد زیرلایه، گیج و سیستم پوشش کنترل می کنند.

کویلر برای تحمل طیف وسیعی از وزن های کویل تولید شده در خط، معمولاً تا 25 تا 30 تن، با کویل OD (قطر بیرونی) تا 2000 میلی متر در خطوط تولید بزرگ طراحی شده است. هنگامی که یک سیم پیچ کامل شد، نوار بریده می شود، سیم پیچ تسمه و برچسب گذاری می شود، و سنبه جدید برای دریافت سیم پیچ بعدی شتاب می گیرد در حالی که انباشته خروجی پل گذار را انجام می دهد.

گزینه های برش و برش به طول

برخی از خطوط روکش کویل مجهز به یک شکاف دهنده یا برش و پشته ساز در پایین دست کویلر هستند، که به سیم پیچ پوشش داده شده با عرض کامل اجازه می دهد تا به نوارهای باریک تر شکاف داده شود یا در همان مسیر تولید به ورق های مسطح بریده شود. برش درون خطی به ویژه زمانی ارزشمند است که مشتریان پایین دستی به پهنای نوار باریک‌تری نسبت به عرض سیم پیچ پایه تولید شده در خط نیاز دارند، و از عملیات برش جداگانه و خطر مدیریت و کیفیت مربوط به پردازش محصول با پوشش نهایی از طریق تجهیزات اضافی اجتناب می‌شود.

سیستم های پوشش رایج پردازش شده روی خطوط پوشش سیم پیچ فلزی

سیستم پوشش - ترکیب خاصی از مواد شیمیایی پرایمر و پوشش بالایی - بر اساس نیازهای مصرف نهایی محصول پوشش داده شده انتخاب می شود. کاربردهای مختلف پروفیل های عملکرد متفاوتی را می طلبند و سیستم پوشش باید با شرایط پخت قابل دستیابی در خط خاص مطابقت داشته باشد.

ایست های بازرسی کنترل کیفیت در طول فرآیند

یک خط پوشش سیم پیچ فلزی که به خوبی کار می کند، به جای اینکه صرفاً بر بازرسی انتهای خط سیم پیچ تمام شده تکیه کند، نظارت بر کیفیت را در چندین نقطه در جریان فرآیند یکپارچه می کند. تشخیص زودهنگام انحرافات فرآیند - قبل از اینکه توسط اجاق پخت قفل شوند - به جای تولید مقدار زیادی از مواد غیرمشخصات که باید کاهش یابد یا از بین بروند، امکان اقدام اصلاحی در سطح پوشش دهنده را فراهم می کند.

نظارت بر کیفیت قبل از درمان

• غلظت و دمای حمام پاک کننده قلیایی: حداقل هر دو ساعت در طول تولید بررسی می شود یا به طور مداوم توسط سنسورهای هدایت خطی کنترل می شود.
• هدایت آب شستشو: به طور مداوم برای تشخیص انتقال پاک کننده به مراحل شستشو که حمام پوشش تبدیلی را آلوده می کند نظارت می شود.
• غلظت و pH پوشش تبدیلی حمام: در فواصل زمانی مشخص بررسی می شود و برای حفظ وزن پوشش تبدیل هدف روی سطح نوار تنظیم می شود.
• وزن پوشش تبدیلی: به طور دوره‌ای بر روی نمونه‌های نواری با استفاده از اندازه‌گیری فلورسانس اشعه ایکس تأیید می‌شود، که معمولاً 10 تا 40 میلی‌گرم بر متر مربع را برای سیستم‌های بدون کرومات هدف قرار می‌دهد.

نظارت بر کیفیت کاربرد پوشش

• ویسکوزیته و درجه حرارت پوشش در تشتک پوشش: برای حفظ وزن کاربرد ثابت در طول دوره تولید، نظارت و کنترل می شود.
• ضخامت لایه مرطوب: در هنگام راه اندازی روکش و پس از هر گونه تغییر سرعت یا تنظیم رول با استفاده از اندازه گیری سنج فیلم مرطوب در نمونه های گرفته شده مستقیم از روکش بررسی می شود.
• ضخامت لایه خشک: بر روی نمونه های پخت شده با استفاده از گیج القایی مغناطیسی (برای پوشش روی فولاد) یا گیج جریان گردابی (برای پوشش روی آلومینیوم)، و توسط گیج های اشعه ایکس یا نوری خطی که در بخش خروجی توضیح داده شده است، اندازه گیری می شود.
• حداکثر دمای فلز: به طور مداوم با استفاده از ترموکوپل‌های نواری در خروجی اجاق نظارت می‌شود و به‌طور دوره‌ای با پروفیل‌های دمای ثبت داده‌ای که از طریق اجاق بر روی حامل‌های کالیبره‌شده اجرا می‌شوند، تأیید می‌شود.

تست های کیفیت پوشش به پایان رسید

در خروجی خط، از هر کویل تولیدی برای آزمایش آزمایشگاهی بر اساس مشخصات پوشش قابل اجرا، نمونه برداری می شود:

• تست چسبندگی خم T: پانل پوشش داده شده 180 درجه روی خود خم می شود و درجه ترک خوردگی یا لایه لایه شدن پوشش بر اساس معیار عبور / شکست رتبه بندی می شود. عبور 0T یا 1T نشان دهنده انعطاف پذیری و چسبندگی پوشش عالی است
• تست چسبندگی متقاطع: طبق ISO 2409، یک الگوی شبکه ای از برش ها از طریق پوشش ایجاد می شود و یک کشش نوار استاندارد اعمال می شود. هر گونه جدا شدن از پوشش نشان دهنده شکست چسبندگی است
• سختی مداد: ارزیابی بر اساس ASTM D3363، تایید می کند که پوشش پخت به سختی مشخص شده که نشان دهنده پخت کامل است، رسیده است.
• مقاومت در برابر ضربه معکوس: ارزیابی با استفاده از ضربه وزن در حال سقوط در سمت عقب پانل، بررسی لایه لایه شدن پوشش روی صفحه ضربه
• اندازه گیری رنگ: اندازه‌گیری اسپکتروفتومتری در برابر استاندارد رنگ اصلی، با تلورانس‌هایی که معمولاً در واحدهای CIE Delta E بیان می‌شوند (انحراف مجاز معمولاً دلتا E کمتر از 0.5 تا 1.0 برای محصولات با تلورانس تنگ)
• مقاومت در برابر خوردگی اسپری نمک: تست خوردگی تسریع شده دوره ای بر اساس ISO 9227 برای تأیید اینکه سیستم پوشش محافظت در برابر خوردگی مشخص شده را ارائه می دهد (منبع: ISO 9227:2022، تست های خوردگی در جو مصنوعی)

خلاصه جریان فرآیند: از سیم پیچ لخت تا محصول از پیش رنگ شده تمام شده

جریان کامل فرآیند از طریق یک خط پوشش سیم پیچ فلزی استاندارد را می توان به ترتیب متوالی به شرح زیر خلاصه کرد:

1. بارگذاری سیم پیچ و رزوه کشی نواری: سیم پیچ فلزی لخت بر روی قرقره بازده بارگذاری شده است. نوار از طریق خط رزوه شده و به دم نوار در حال اجرا پیوست
2. صاف کردن نوار: مجموعه کویل توسط رول های تراز کننده یا مسطح کننده برای دستیابی به هندسه نوار مسطح مورد نیاز برای اعمال پوشش ثابت برداشته می شود.
3. پر کردن آکومولاتور ورودی: حلقه نواری ساخته شده در انباشتگر ورودی در طول رزوه کاری اولیه و در طول تولید عادی زمانی که بخش ورودی سریعتر از بخش فرآیند اجرا می شود.
4. تمیز کردن قلیایی: روغن های سطحی، روان کننده ها و اکسیدهای حذف شده در اسپری قلیایی گرم شده یا سیستم تمیز کننده غوطه وری
5. مراحل شستشو: پاک کننده باقیمانده در چندین مرحله شستشو با آب حذف می شود. شستشوی نهایی با آب غیر معدنی
6. پوشش تبدیلی: واکنش شیمیایی بین محلول تصفیه و سطح فلز باعث ایجاد لایه غیر آلی مقاوم در برابر خوردگی می شود که چسبندگی را تقویت می کند.
7. خشک کردن: قبل از اعمال پوشش، باقیمانده آب شستشو در اجاق خشک کن یا سیستم چاقوی هوا حذف می شود
8. کاربرد پرایمر: رول کوتر پرایمر مایع را روی سطح روکش اعمال می کند. استفاده همزمان کت پشتی روی صورت معکوس در بسیاری از طرح های خط
9. فر پخت پرایمر: نوار حرارت داده شده به هدف PMT (215 تا 232 درجه سانتیگراد معمولی) برای خشک شدن کامل فیلم پرایمر
10. کوئنچ پس از پرایمر: کوئنچ با آب، نوار را قبل از استفاده از روکش تا دمای زیر 50 درجه سانتیگراد خنک می کند
11. کاربرد پوشش بالا: رول کوتر روکش مایع را در وزن فیلم مشخص شده (15 تا 60 میکرون DFT) اعمال می کند.
12. کوره کیورینگ روکش: نوار حرارت داده شده به PMT مخصوص پوشش بالایی (220 تا 260 درجه سانتیگراد بسته به شیمی پوشش)
13. کوئنچ و خنک کننده پس از پوشش: آب را خاموش کنید و سپس هوا را تا دمای زیر 40 درجه سانتیگراد خنک کنید
14. خروج از آکومولاتور: نوار پوشش داده شده بافر شده تا بدون توقف بخش فرآیند، امکان تغییر کویللر را فراهم کند
15. بازرسی سطحی: بازرسی نوری خودکار هر دو سطح نوار برای نقص پوشش؛ اندازه گیری رنگ و براقیت
16. پس زدن and labelling: نوار پوشش داده شده به پایان رسید که روی سیم پیچ خروجی پیچید. داده های وزن، ابعاد و کیفیت سیم پیچ بر اساس هویت سیم پیچ ثبت شده است
17. برش اختیاری یا برش به طول: سیم پیچ روکش دار بر اساس مشخصات مشتری به عرض شکاف می دهد یا به ابعاد ورق بریده می شود

انتخاب پیکربندی خط پوشش سیم پیچ فلزی مناسب

مشخصات خط پوشش سیم پیچ فلزی باید با الزامات تولید خاص اپراتور مطابقت داشته باشد - انواع بستر، عرض نوار، سیستم های پوشش، حجم تولید و ترکیب محصول همگی بر پیکربندی صحیح خط تأثیر می گذارند. تصمیمات کلیدی مشخصات عبارتند از:

سرعت خط و طول فر

سرعت خط و طول فر به هم مرتبط هستند: یک خط سریع‌تر به کوره طولانی‌تری نیاز دارد تا به همان زمان ماندن نوار در دمای اوج فلز برسد. خطوط پوشش سیم پیچ در مقیاس تولید با هدف قرار دادن نرخ خروجی 80 تا 150 متر در دقیقه نیاز به طول کل بخش فرآوری کوره (پرایمر به اضافه پوشش بالایی) 60 تا 120 متر یا بیشتر است. خطوط کوچکتر طراحی شده برای تولید انعطاف پذیر دوره های کوتاه در سرعت های پایین تر می توانند از کوره های کوتاه تر استفاده کنند. تطبیق طول و سرعت فر با سیستم های پوششی که برای تولید در نظر گرفته شده است، تصمیم اصلی طراحی در مشخصات خط است.

عرض نوار و قابلیت زیرلایه

خطوط تولید حول حداکثر عرض نوار طراحی می شوند که معمولاً بسته به بازار هدف از 600 میلی متر تا 2000 میلی متر است. سر روکش، آرایه‌های نازل فر، هدرهای کوئنچ و رول‌های انباشته‌کننده همگی باید برای حداکثر عرض نوار طراحی شوند و در عین حال یکنواختی عملکرد را در عرض کامل حفظ کنند. خطوطی که برای پردازش زیرلایه های فولادی و آلومینیومی طراحی شده اند نیاز به در نظر گرفتن خواص حرارتی مختلف، الزامات شکل دهی و الزامات عملیات سطحی هر ماده دارند.

اتوماسیون و یکپارچه سازی سیستم کنترل

خطوط روکش کویل مدرن کنترل فرآیند، جمع آوری داده های کیفیت، ردیابی کویل و مدیریت تولید را در یک پلت فرم اتوماسیون یکپارچه یکپارچه می کنند. کنترل سطح 1 (کنترل فرآیند مبتنی بر PLC) درایوها، پوشش‌ها و مناطق فر را مدیریت می‌کند. کنترل سطح 2 (سیستم مدیریت فرآیند) داده های کیفیت، برنامه ریزی تولید و مدیریت دستور پخت را برای مشخصات محصول مختلف یکپارچه می کند. اتصال سطح 3 (ادغام ERP) خط را به برنامه ریزی تولید و سیستم های مدیریت کیفیت کارخانه پیوند می دهد. درجه اتوماسیون مشخص شده به طور مستقیم هم بر توانایی خط برای حفظ کیفیت ثابت در طول دوره های تولید طولانی و هم بر سطح مهارت اپراتور مورد نیاز برای مدیریت تولید موثر تأثیر می گذارد.

برای سازندگانی که ظرفیت پوشش کویل جدید را ارزیابی می‌کنند یا خطوط موجود را ارتقا می‌دهند، با یک تامین‌کننده با تجربه در کلید در دست کار می‌کنند. خط پوشش سیم پیچ فلزی طراحی و تحویل - قادر به ادغام تمام بخش‌های فرآیند از ورود تا خروج در یک سیستم تولید منسجم و بهینه شده - مطمئن‌ترین مسیر برای رسیدن به خطی است که هم نیازهای تولید فعلی و هم نیازهای توسعه محصول آینده را برآورده می‌کند.