全自動(dòng)閃光焊機(jī)常見故障診斷及處理

何立軍

設(shè)備

全自動(dòng)閃光焊機(jī)常見故障診斷及處理

何立軍
(濟(jì)鋼冷軋板廠，山東252300)

對(duì)國內(nèi)某鋼鐵公司冷軋廠引進(jìn)的NMW-C1375FS全自動(dòng)閃光對(duì)焊機(jī)在生產(chǎn)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析并提出了解決辦法。介紹了該焊機(jī)在日常運(yùn)行維護(hù)中的注意事項(xiàng)。

冷軋；連續(xù)酸洗線；閃光焊機(jī)；故障處理

閃光對(duì)焊是一種固態(tài)焊接過程，它利用焊件內(nèi)部電阻和接觸電阻所產(chǎn)生的電阻熱實(shí)現(xiàn)焊接，包括燒化和頂鍛兩個(gè)基本階段。閃光對(duì)焊機(jī)在冶金行業(yè)寬幅帶鋼制造領(lǐng)域，作為焊接熱軋鋼卷的焊接手段，已被冷軋廠廣泛使用。尤其是在連續(xù)酸洗線-冷軋工序中，與其它焊接方法相比，全自動(dòng)閃光對(duì)焊機(jī)具有焊接強(qiáng)度可靠性強(qiáng)、作業(yè)率高等優(yōu)點(diǎn)。

某鋼鐵公司冷軋廠從日本三菱電氣公司引進(jìn)的NMW-C1375FS全自動(dòng)閃光對(duì)焊機(jī)，應(yīng)用于連續(xù)酸洗線工藝。其主要作用是焊接原料卷的頭尾，以保證酸洗機(jī)組的連續(xù)生產(chǎn)。投用幾年來，該設(shè)備運(yùn)行情況良好，焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠。

1 NMW-C1375FS全自動(dòng)閃光焊機(jī)簡介

某鋼鐵公司冷軋板廠連續(xù)酸洗線引進(jìn)的NMW-C1375FS全自動(dòng)閃光對(duì)焊機(jī)，主要由夾緊裝置、圓盤剪、頂鍛缸、電極模座、二次導(dǎo)體、焊縫清理裝置、對(duì)中裝置、月牙剪及沖孔裝置等部分組成。主要技術(shù)參數(shù)見表1。

該焊機(jī)焊接過程可簡要概述為：前一卷帶鋼在焊機(jī)出口側(cè)停止，由兩組對(duì)中裝置對(duì)中帶鋼，出口電極模座調(diào)整好帶頭初始伸長后，出口主夾緊裝置夾緊帶鋼；后一卷穿帶至入口模座，對(duì)中并調(diào)整好帶頭初始伸長后，入口主夾緊裝置夾緊帶鋼；圓盤剪裝置對(duì)前后兩卷同時(shí)剪切頭部，保證對(duì)焊部分的平行度?；钐籽b置建套后，入口、出口模座調(diào)整到焊機(jī)位置，頂鍛缸伸向活動(dòng)底座，同時(shí)焊縫清理裝置移動(dòng)到等待位置；活動(dòng)底座在調(diào)整好電極高度后，移動(dòng)到夾緊位置，由夾緊裝置將頂鍛缸頭部夾緊；二次導(dǎo)體伸出閉合，飛濺物擋板關(guān)閉后，開始焊接；閃光和頂鍛完成后，電極模座調(diào)整到修正位置，焊縫清理裝置刮平焊縫后，主夾緊裝置打開，完成焊接。

表1 焊機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)

2 常見故障及處理方法

該焊機(jī)自安裝調(diào)試后總體運(yùn)行情況良好，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)正常。但由于該焊機(jī)對(duì)設(shè)備精度和維護(hù)水平要求較高，而投產(chǎn)前期操作維護(hù)人員對(duì)該焊機(jī)的基本功能和操作要點(diǎn)沒有完全理解和掌握，再加上設(shè)備的欠修和熱軋?jiān)习逍筒畹鹊扔绊懸蛩兀斐珊笝C(jī)某些故障頻繁發(fā)生?，F(xiàn)對(duì)幾年來出現(xiàn)的常見故障和處理方法總結(jié)如下。

2.1 焊接過程中報(bào)Butting故障，造成焊接終止

NMW-C1375FS全自動(dòng)閃光對(duì)焊機(jī)在焊接過程中，通過5組可控硅控制焊接電壓和電流。焊接過程中，焊接電流過電流(50 kA)超過0.5 s后，焊接報(bào)Butting故障，焊接過程終止。經(jīng)過對(duì)焊機(jī)程序和現(xiàn)場情況分析，確定了對(duì)Butting故障的處理方法如下：

(1)檢查圓盤剪剪切質(zhì)量，確認(rèn)切口平整；

(2)確認(rèn)電極表面無異常磨損；

(3)確認(rèn)焊接過程中，排風(fēng)系統(tǒng)正常；

(4)檢查焊機(jī)頂鍛間隙，保證頂鍛間隙在1.2 mm～1.5 mm之間；

(5)參照維護(hù)手冊(cè)檢查印刷電路板FCG信號(hào)。

2.2 PM電位計(jì)故障

NMW-C1375FS焊機(jī)應(yīng)用了4對(duì)8個(gè)電位計(jì)分別測量入口及出口電極上下電極伸長量、操作側(cè)及驅(qū)動(dòng)側(cè)頂鍛缸伸出量、出口側(cè)模座高度，通過PLC系統(tǒng)的A/D模塊將位移量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量進(jìn)行控制。其中測量入口及出口電極上下電極伸長量的電位計(jì)故障頻率最高。

焊接過程中入口及出口上下電極從原始位到剪切位進(jìn)行剪切，然后到焊接位置進(jìn)行焊接。焊接完成后，到焊縫清理位清理焊縫，最后回到原始位置， 4個(gè)電位計(jì)PM120、PM121、PM220和PM221分別測量4個(gè)電極的伸長量，確定電極的位置。

電位計(jì)故障時(shí)，自動(dòng)操作臺(tái)的操作系統(tǒng)界面將顯示“ACTUATOR ACTTION TIME OVER”故障報(bào)警信息，同時(shí)自動(dòng)焊接過程終止。操作工可以從操作室控制界面上查出報(bào)警的電位計(jì)代碼，進(jìn)行處理。

造成測量入口及出口電極上下電極伸長量的電位計(jì)故障的原因主要有：

(1)焊渣或鐵屑將電位計(jì)測量桿卡住，導(dǎo)致電位計(jì)不能正常工作；

(2)電位計(jì)測量桿與電極模座連接松動(dòng)，導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確；

(3)模座內(nèi)氧化鐵粉、焊渣長時(shí)間堆積，導(dǎo)致電極位置調(diào)整不能在設(shè)定時(shí)間內(nèi)到位，電位計(jì)報(bào)警；

(4)電位計(jì)零位漂移，測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

針對(duì)以上可能性，在出現(xiàn)故障時(shí)，首先確認(rèn)故障的電位計(jì)編碼，到現(xiàn)場檢查電位計(jì)測量桿是否有焊渣、鐵屑干涉測量桿的動(dòng)作；其次檢查測量桿與模座連接件有無松動(dòng)；再檢查模座內(nèi)尤其是模座托輥下有無焊渣、鐵屑堆積。最后參照維護(hù)手冊(cè)對(duì)電位計(jì)進(jìn)行標(biāo)定。

2.3 頂鍛后，焊縫刮刀不動(dòng)作

焊機(jī)頂鍛完成后，二次導(dǎo)體打開，防濺擋板打開，入口、出口模座主夾緊打開，電極調(diào)整到焊縫清理位后，入口、出口模座主夾緊閉合，然后焊縫刮刀從驅(qū)動(dòng)側(cè)等待位移動(dòng)到操作側(cè)，焊縫刮刀清理焊縫。生產(chǎn)中，曾出現(xiàn)焊機(jī)頂鍛完成后，焊縫刮刀在等待位不動(dòng)作，0.5 s后焊機(jī)報(bào)警，整個(gè)焊接過程中斷。

可能造成此故障的原因主要有：(1)二次導(dǎo)體打開不到位或接近開關(guān)信號(hào)無反饋；

(2)入口、出口模座主夾緊閉合不到位或接近開關(guān)信號(hào)無反饋；

(3)防濺擋板打開不到位或接近開關(guān)無信號(hào)反饋；

(4)入口、出口模座電極不在焊縫清理位置或?qū)?yīng)的電位計(jì)信號(hào)反饋不正確。

經(jīng)過幾年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累，發(fā)現(xiàn)造成焊縫刮刀不動(dòng)作故障次數(shù)最多的原因是入口下模座電極不在焊縫清理位，需重新對(duì)電位計(jì)零位進(jìn)行標(biāo)定，將PM221電位計(jì)電壓恢復(fù)到3.0±0.5 V這一初始設(shè)定值。

2.4 清理焊縫時(shí)，焊縫刮刀刮斷帶鋼

焊機(jī)頂鍛完成后，焊縫刮刀自動(dòng)清理焊接位置表面焊渣，將高于帶鋼母材表面的焊縫刮掉，避免焊縫高點(diǎn)影響后續(xù)生產(chǎn)。焊縫刮刀的高度調(diào)整對(duì)焊縫清理質(zhì)量至關(guān)重要，刮刀與帶鋼間隙過大，焊縫清理不干凈；間隙過小，焊縫處厚度小于帶鋼母材，容易產(chǎn)生斷帶。現(xiàn)場生產(chǎn)中曾經(jīng)出現(xiàn)焊縫刮刀清理焊縫時(shí)直接將帶鋼從焊縫處撕裂、甚至刮斷，造成焊接終止的故障。

造成此類故障的可能原因有：

(1)焊縫刮刀高度零位調(diào)整不合理；

(2)焊縫刮刀、刮刀座固定螺栓松動(dòng)，造成焊縫刮刀高度變化；

(3)刮刀刃口崩刃、粘渣，降低刮刀切削能力。

要避免此類故障的出現(xiàn)，必須加強(qiáng)對(duì)刮刀的管理。生產(chǎn)中，操作人員要加強(qiáng)對(duì)刮刀的點(diǎn)檢，及時(shí)更換刃口崩刃、粘渣的刮刀，緊固刮刀固定螺栓，并定期對(duì)焊縫刮刀高度零位進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定時(shí)，按照以下步驟進(jìn)行：

(1)將入口移動(dòng)機(jī)架停在維修位置，將焊縫刮刀移動(dòng)到驅(qū)動(dòng)側(cè)等待位進(jìn)行APC調(diào)整。

(2)點(diǎn)動(dòng)焊縫刮刀前進(jìn)至測試帶鋼中間位置，調(diào)整刮刀至第三把刮刀刀刃剛剛接觸到帶鋼表面。

(3)焊縫刮刀退回至驅(qū)動(dòng)側(cè)等待位，在調(diào)整“DEEP”至顯示數(shù)值為+0.03后，按“ZERO ADJ”標(biāo)定為零位。

(4)將數(shù)顯式百分表固定在刮刀底座，將此時(shí)第三把刮刀位置調(diào)整為百分表零位。再使用百分表，按照切削深度遞減0.5 mm，分別調(diào)整第二、第一兩把刮刀。

3 焊機(jī)運(yùn)行和維護(hù)時(shí)的注意事項(xiàng)

3.1 電極、圓盤剪剪刃的加工質(zhì)量

焊機(jī)電極、圓盤剪的加工質(zhì)量對(duì)焊機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行影響較大。電極的工作面平面度要求≤0.02 mm/m，修磨后電極安裝時(shí)補(bǔ)償墊片最大不超過2片。生產(chǎn)中，受板形等因素影響，電極磨損加快，要視焊接質(zhì)量及時(shí)更換。圓盤剪剪切產(chǎn)生的毛刺、勾頭等缺陷會(huì)引起閃光在寬度方向上不均勻，將提前使焊接過梁爆破，瞬間形成焊接開路，出現(xiàn)butting報(bào)警，影響正常焊接，因此必須保證圓盤剪剪刃的加工精度。

3.2 焊機(jī)的衛(wèi)生狀況

焊機(jī)焊接過程中產(chǎn)生大量焊渣、焊縫鐵屑，還有原料帶來的氧化鐵粉，這些污染物的堆積極大的影響了焊機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性，有可能造成楔形調(diào)整機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)不到位等設(shè)備故障。因此必須形成專門制度，定時(shí)對(duì)焊機(jī)區(qū)域衛(wèi)生進(jìn)行清掃。

3.3 焊機(jī)關(guān)鍵部件運(yùn)行參數(shù)需定期標(biāo)定

焊機(jī)部件動(dòng)作速度、電氣測量元件的準(zhǔn)確性對(duì)焊機(jī)焊接質(zhì)量和正常運(yùn)行至關(guān)重要，必須定期對(duì)關(guān)鍵參數(shù)測量和校準(zhǔn)。例如：焊接前兩帶鋼的初始間隙對(duì)焊機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性影響較大，要求間隙在1.0 mm～1.3 mm之內(nèi)，并且在帶鋼寬度方向上間隙誤差小于0.1 mm。通過頂鍛試驗(yàn)，如圖1

所示，可以測量兩帶鋼焊接前的初始間隙。在出口帶鋼上按照?qǐng)D示位置夾住3個(gè)保險(xiǎn)絲，伸出頂鍛缸，移動(dòng)機(jī)架移動(dòng)至頂鍛缸鎖緊位置后，保險(xiǎn)絲被兩帶鋼擠壓變形，使用游標(biāo)卡尺測量保險(xiǎn)絲變形后厚度即為帶鋼焊接前的初始間隙。然后根據(jù)測量的數(shù)據(jù)，通過調(diào)整頂鍛缸頭部的螺母可以調(diào)節(jié)初始間隙使其滿足焊機(jī)要求。

圖1 焊機(jī)頂鍛試驗(yàn)示意圖Figure 1 Schematic drawing of welder dumptest

4 結(jié)語

經(jīng)過幾年生產(chǎn)實(shí)踐證明，只有定期對(duì)焊機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，保證焊機(jī)的重要機(jī)構(gòu)參數(shù)和關(guān)鍵工藝參數(shù)始終保持高精度狀態(tài)，才能確保NMW-C1375FS全自動(dòng)閃光對(duì)焊機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定，焊接質(zhì)量可靠，從而保證連續(xù)酸洗生產(chǎn)線正常運(yùn)行。

[1] 王治平，等.閃光焊工藝與設(shè)備的發(fā)展.焊接學(xué)報(bào)，2000，Vol.21(3).

[2] 董硯，等.冷軋薄板中閃光焊機(jī)液壓控制系統(tǒng).液壓與氣動(dòng)，2009，(2).

[3] 王睿，等.冷軋薄鋼板專用閃光焊機(jī)控制方法.焊接學(xué)報(bào)，2008，(1).

Common Fault Diagnosis and Treatment for Full Automatic Flash Welder

HeLijun

The faults occurred in production have been analyzed and the solved measures have been brought forward for NMW-C1375FS full automatic flash welder in cold rolling factory. And the precautions for operating maintenance of this welder also have been introduced in this paper.

cold rolling; continuous pickling line; flash welder; fault treatment

TG43

B

2010—09—25

編輯 傅冬梅