中頻電阻焊接技術(shù)在鋼筋籠滾焊機(jī)上的應(yīng)用

陸杰（建華建材（中國(guó)）有限公司 江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

0 引言

鋼筋籠滾焊機(jī)是在多根鋼筋上呈螺旋狀纏繞鋼絲，并進(jìn)行焊接的機(jī)器。傳統(tǒng)的鋼筋籠焊接方式，是使用工頻電阻焊機(jī)來(lái)進(jìn)行焊接。

1 中頻焊接技術(shù)原理

中頻電阻焊機(jī)是近年來(lái)較受推廣的節(jié)能項(xiàng)目，工作原理如圖1所示，電網(wǎng)輸入的三相交流電經(jīng)橋式整流和濾波后得到較平穩(wěn)的直流電，經(jīng)逆變器逆變產(chǎn)生中頻交流電（1000Hz），再向阻焊變壓器饋電，阻焊變壓器二次輸出的低壓交流電經(jīng)單相全波整流后產(chǎn)生脈動(dòng)很小的直流電用于焊接。

圖1 中頻電阻焊接技術(shù)原理圖

2 中頻電阻焊接和工頻電阻焊接的對(duì)比

傳統(tǒng)的鋼筋籠滾焊機(jī)使用的是工頻電阻焊機(jī)，通過(guò)交流控制系統(tǒng)及變壓器進(jìn)行焊接，能適合大多數(shù)的低碳鋼類(lèi)焊接需要，尤其在焊接較大的工件時(shí)更能顯示獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。但是工頻電阻焊機(jī)的焊接電流在每周期（20ms）有2次過(guò)零，在此期間，焊接區(qū)不僅沒(méi)有得到電流加熱，而且散熱過(guò)程還在繼續(xù)進(jìn)行，零電流的時(shí)間可能超過(guò)預(yù)定焊接時(shí)間的50%以上，熱量損失嚴(yán)重。而中頻電阻焊機(jī)工作頻率為1000HZ。其最小調(diào)節(jié)周期只有1ms，輸出的是紋波極小的直流電流，沒(méi)有過(guò)零效應(yīng)。焊接速度快，質(zhì)量相對(duì)較高。

參照以上特點(diǎn)，中頻電阻焊接技術(shù)是針對(duì)鋼筋籠焊接節(jié)能的適用技術(shù)，具有節(jié)能、可靠等特點(diǎn)。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，中頻電阻焊接技術(shù)若應(yīng)用于鋼筋籠滾焊機(jī)上存在一定的節(jié)能空間。

3 應(yīng)用背景

傳統(tǒng)管樁行業(yè)，鋼筋籠滾焊是生產(chǎn)過(guò)程中必不可少的工藝，主筋和螺旋筋之間采用普通工頻電阻焊機(jī)進(jìn)行焊接。從焊接類(lèi)型來(lái)說(shuō)，存在節(jié)能改造空間。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量到的電流特性（見(jiàn)圖2），能夠直觀(guān)的看到，焊接過(guò)程中損耗較大。

圖2 工頻電阻焊機(jī)輸出的電流波形圖

4 鋼筋籠滾焊機(jī)節(jié)能改造

改造前，某管樁廠(chǎng)K車(chē)間1#滾焊機(jī)的焊接方式為可控硅移相控制工頻電阻焊機(jī)進(jìn)行焊接，該焊接方式經(jīng)常出現(xiàn)電流波動(dòng)大、可控硅擊穿、爆熔斷器等故障現(xiàn)象，影響安全運(yùn)行。改造后，鋼筋籠滾焊機(jī)更換為中頻電阻焊接。為了保證焊接質(zhì)量，增加了1臺(tái)3kW工業(yè)冷水機(jī)，用于冷卻中頻電源和焊機(jī)。在電氣方面，增加了滾焊機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。自動(dòng)控制系統(tǒng)具有電流監(jiān)控、時(shí)間監(jiān)控、電極診斷、焊點(diǎn)計(jì)數(shù)和故障顯示等功能，而且電流可以任意編程，可根據(jù)工藝需要實(shí)現(xiàn)各種波形的電流控制，如圖3所示。設(shè)備運(yùn)行比較穩(wěn)定。

圖3 中頻電阻焊機(jī)間斷焊接輸出電流波形

4.1 節(jié)能效果對(duì)比

改造前對(duì)K車(chē)間1#鋼筋籠滾焊機(jī)加裝了電度表，統(tǒng)計(jì)改造前、后的用電情況，以此比較節(jié)能效果；2018年3月~2018年5月期間，抽取焊接同樣規(guī)格的鋼筋籠，耗能進(jìn)行對(duì)比見(jiàn)表1。

由表1可知，改造后的鋼筋籠滾焊機(jī)比未改造前，同樣焊接100根16×Φ10.7mm*15M的鋼筋籠，所耗電下降229kw.h－158kw.h=71kw.h；

節(jié)能：71kw.h÷229kw.h≈31%

表1 1#滾焊機(jī)改造前后用電量對(duì)比表

5 結(jié)語(yǔ)

目前，中頻逆變直流焊機(jī)有空冷和水冷兩種冷卻方式。對(duì)于功率較大的鋼筋籠滾焊機(jī)（300KVA）需要采用水冷方式；因?yàn)殡S著滾焊機(jī)連續(xù)焊接，焊機(jī)的溫度會(huì)升高，為了保證冷卻效果，建議加裝3KW以上的工業(yè)水冷機(jī)。

中頻電阻焊接技術(shù)應(yīng)用于鋼筋籠滾焊機(jī)，達(dá)到了控制節(jié)能的目的，且設(shè)備運(yùn)行較為可靠，能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)正常運(yùn)行的需要。從長(zhǎng)期的運(yùn)行角度考慮，中頻電阻焊接技術(shù)能為管樁廠(chǎng)帶來(lái)明顯效益，在鋼筋籠滾焊機(jī)的應(yīng)用和改造將會(huì)取得更大的突破和發(fā)展。