TEMIC窄搭接焊機(jī)在酒鋼鍍鋅線中的應(yīng)用

劉小虎

【摘 要】 酒鋼熱鍍鋅機(jī)組采用的就是日本TEMIC全自動電阻搭接焊機(jī)（型號為MSW-C150D25-2R1PR），該焊機(jī)采用伺服控制系統(tǒng)，對焊接時的焊接壓力、焊接速度及帶鋼對中、搭接都實(shí)現(xiàn)了伺服控制，保證了焊接質(zhì)量與焊接速度。介紹酒鋼碳鋼薄板廠鍍鋅生產(chǎn)線采用TEMIC全自動窄搭接焊機(jī)實(shí)現(xiàn)連續(xù)熱鍍鋅，主要闡述了其焊接原理、設(shè)備功能、工藝參數(shù)及常見故障及處理方法。

【關(guān)鍵詞】 TEMIC 窄搭接焊機(jī) 焊接原理 控制

1 TEMIC窄搭接焊機(jī)的焊接原理

TEMIC窄搭接電阻焊機(jī)的焊接原理是將兩塊材料（帶鋼）搭接，通以適當(dāng)電流，在材料自身的電阻、材料間及材料與電極間接觸部分的集中電阻上產(chǎn)生熱量，最終熔化而焊接起來。其工作過程是：當(dāng)阻焊變壓器的原邊通電，副邊回路閉合時，I（電流）通過R電阻做功發(fā)熱，熱量不斷的集聚使焊點(diǎn)局部的金屬熔融結(jié)合。電阻焊技術(shù)正是利用了這一原理來實(shí)現(xiàn)異體工件的焊接，其電路組成如圖1所示。可以用公式Q=I2RT反應(yīng)它們之間的數(shù)學(xué)關(guān)系.在焊接過程中，I（電流）；R（電阻）T（通電時間）均為可調(diào)參數(shù)。I的大小可直接在焊接控制器中設(shè)置（改變可控硅的導(dǎo)通角即可實(shí)現(xiàn)）；改變焊輪壓力即可改變R的阻值（壓力加大則R減?。粔毫p小則R增大）。

2 焊接工藝及設(shè)備功能

2.1 焊接工藝流程

焊機(jī)準(zhǔn)備就緒→帶鋼頭尾定位、停止，消除張力（由線上完成）→焊機(jī)出入口PAD裝置調(diào)整帶鋼并充套→出入口夾板夾緊帶鋼→剪切帶鋼頭尾→入口夾板進(jìn)行對中→出口夾板向上傾斜→帶鋼搭接并進(jìn)行搭接補(bǔ)償→焊接，平整→焊機(jī)排出廢料并復(fù)位→焊接周期完成。

2.2 主要設(shè)備功能

（1）入口側(cè)夾鉗；在焊接前，將后行帶鋼的頭部夾緊，以配合完成焊機(jī)的剪切工作，能夾住后行帶鋼向焊機(jī)出口側(cè)方向橫移來設(shè)置搭接量，并根據(jù)前后帶鋼的寬度信息，通過入口夾鉗的對中裝置，將后行帶鋼的中心線調(diào)節(jié)到先行帶鋼的中心線上。（2）出口側(cè)夾鉗；出口側(cè)夾鉗用于焊接前固定前行帶鋼的尾端，在進(jìn)行搭接時出口側(cè)夾鉗傾斜一定角度方便后行帶鋼的頂端與前行帶鋼的尾端搭接。（3）焊機(jī)的C型移行架；移行架驅(qū)動裝置的功能是通過速度可變的AC伺服電動機(jī)經(jīng)滾珠絲桿來驅(qū)動移行架，從而達(dá)到控制焊接速度的目的。（4）焊機(jī)剪切單元；該焊機(jī)剪切單元的功能是為了獲得較滿意的焊接質(zhì)量，確保前后帶鋼所形成的搭接量，由安裝在焊機(jī)移行架上的剪切裝置同時剪切帶鋼的尾部和頭部。（5）焊輪裝置；焊輪裝置的功能是用來將焊接電流，焊接壓力傳導(dǎo)到已經(jīng)被搭接起來的先行帶鋼的尾部和后行帶鋼的頭部。（6）碾壓系統(tǒng)；該碾壓系統(tǒng)是用來通過碾壓的方式，將經(jīng)焊接后的焊縫搭接部位壓得薄一些。該碾壓系統(tǒng)由上下碾壓輪及上碾壓輪的提升機(jī)構(gòu)組成。（7）平行度調(diào)節(jié)裝置（PAD）；在入口側(cè)穿帶臺上，安裝了2對平行度調(diào)節(jié)裝置（PAD），通過其中一對（PAD）的夾緊和橫移動作，使得帶鋼與機(jī)組中心線保持平行。（8）焊機(jī)冷卻水系統(tǒng)；冷卻可控硅組件，焊接變壓器，上下電極輪。

3 焊接工藝參數(shù)

3.1 焊接帶鋼規(guī)格

帶鋼材質(zhì)：冷硬鋼（CQ、DQ、DDQ、HSS）；帶鋼厚度：0.3mm-2.5mm（±10%）；抗拉強(qiáng)度 最大120MPa；帶鋼寬度：830mm-1660mm；厚度比（最大）：A：B=1：1.5 A為薄帶鋼的厚度，B為厚帶鋼的厚度；寬度差（最大）：總寬度差為300mm（每側(cè)150mm）。

3.2 焊接參數(shù)

參數(shù)設(shè)定模式有三種：“P/C set-up”，“C/D set-up”and “Manual set-up”。

（1）P/C set-up mode；在此模式下，帶鋼數(shù)據(jù)（鋼卷號，鋼種，厚度）從L2傳送到焊機(jī)L1控制器，然后根據(jù)帶鋼數(shù)據(jù)由焊機(jī)控制器自動搜尋儲存在焊機(jī)PLC焊接參數(shù)表中的焊接參數(shù)。（2）C/D set-up mode；在此模式下，帶鋼數(shù)據(jù)（鋼卷號，鋼種，厚度）在VDT屏幕上手動設(shè)定，然后根據(jù)手動設(shè)定的帶鋼數(shù)據(jù)由焊機(jī)控制器自動搜尋儲存在焊機(jī)PLC焊接參數(shù)表中的焊接參數(shù)。（3）Manual set-up mode；在此模式下，帶鋼數(shù)據(jù)（鋼卷號，鋼種，厚度）和焊接參數(shù)（a，焊接電流b，焊接速度c，焊接壓力d，lap length搭接量e，碾壓輪壓力f，搭接補(bǔ)償量） 都在VDT屏幕上手動設(shè)定。

4 焊機(jī)自動化系統(tǒng)

4.1 焊機(jī)控制系統(tǒng)

TEMIC窄搭接焊機(jī)使用三菱PLC家族中的高性能Q系列PLC，主要由伺服傳動系統(tǒng)、位置控制器及焊接電流控制器等構(gòu)成。

4.2 主要控制回路

搭接焊機(jī)主要控制系統(tǒng)包括順序控制、焊接電流恒定控制以及位置控制三部分。順序控制功能模塊能完成常規(guī)邏輯量控制，實(shí)現(xiàn)焊機(jī)PLC與生產(chǎn)線控制系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳送和焊接聯(lián)鎖信號傳輸。以下對后兩種控制回路進(jìn)行介紹。

4.2.1 恒定電流控制

在焊機(jī)中，電流是3個關(guān)鍵元素（電流，傳導(dǎo)時間和壓力） 中最為重要的一項(xiàng)。焊接電流控制系統(tǒng)通過實(shí)時監(jiān)測焊接電流波動狀況，并利用負(fù)反饋的閉環(huán)電路來控制可控硅調(diào)壓電路的觸發(fā)脈沖，進(jìn)而控制輸出電壓，最終實(shí)現(xiàn)控制恒定的焊接電流目的。

4.2.2 位置控制

位置控制系統(tǒng)主要包括以下幾個部分；（1）重疊量調(diào)整。（2）下電極輪高度調(diào)整。（3）對中系統(tǒng)。（4）焊接小車位置控制。

5 焊機(jī)常見故障分析及處理措施（如表1）

6 應(yīng)用效果

酒鋼熱鍍鋅機(jī)組焊機(jī)系統(tǒng)自投用以來，設(shè)備工作狀態(tài)基本穩(wěn)定，與國內(nèi)同類型焊機(jī)比較有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）控制系統(tǒng)配置簡單、合理、可靠性高。（2）設(shè)備自動化程度高，故障、報警信息簡單明了，從而使設(shè)備操作和維護(hù)簡單，降低了工人的勞動強(qiáng)度。（3）焊接工藝上。采用邊焊接邊擠壓，隨即進(jìn)行焊縫光整，避免先壓后焊帶來的帶鋼硬傷，提高了焊縫質(zhì)量。（4）搭接量（0.2-2.0mm）連續(xù)可調(diào)，采用直流焊接，機(jī)組因鍍鋅焊縫原因造成的斷帶率幾乎為0，提高了熱鍍鋅機(jī)組作業(yè)率和成材率。

7 結(jié)語

作為鍍鋅生產(chǎn)線上的重要設(shè)備，焊機(jī)的功能精度對機(jī)組生產(chǎn)起著關(guān)鍵作用。作為設(shè)備管理維護(hù)人員，首先必須對焊機(jī)工藝流程熟練掌握；在掌握和理解設(shè)備組成及控制系統(tǒng)后，要切實(shí)做好現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備、傳感檢測設(shè)備和控制元器件的日常維護(hù)保養(yǎng)工作，只有這樣才能牢牢把握焊機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，確保焊機(jī)設(shè)備正常穩(wěn)定工作。

參考文獻(xiàn)

[1]TEMIC 焊機(jī)手冊.

[2]朱正行，嚴(yán)向明，王敏.電阻焊技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2000（6）.