提高自動搭接焊機剪切及焊接厚板能力改進措施

方 劍，刁曲峰

（柳州鋼鐵集團有限公司冷軋板帶廠，廣西 柳州 545002）

FZY-200C-1300型自動搭接焊機是用于冷軋板帶重卷拉矯機組、連退機組入口帶鋼頭尾焊接的專用焊接設(shè)備，它是帶鋼卷板表面處理線上的一個重要、理想的薄板板料的焊機設(shè)備，本焊機采用先進的電器控制系統(tǒng)和兩刃剪的液壓傳動系統(tǒng)（見圖1），焊接速度、電流大小、返程速度可實現(xiàn)無級調(diào)節(jié)。其工作原理是：前一卷帶鋼尾部和后一卷帶鋼頭部被雙刃液壓剪剪齊后，焊機入口夾鉗夾住后一卷帶鋼頭部向前推進，與前一卷帶鋼尾部形成重疊狀態(tài)，上下電極輪夾緊前后帶鋼重疊部位，作橫向滾壓直線運動，電極輪之間的電流導(dǎo)通帶鋼重疊部位，使兩帶鋼重疊部位結(jié)合面產(chǎn)生熱量，熔化、粘接在一起，達到連接前后帶鋼的目的，給機組線連續(xù)進行生產(chǎn)。冷軋板帶廠重卷機組搭接焊機剪切（焊接）板帶正常厚度為0.5mm～2.0mm，由于焊機設(shè)計能力限制，生產(chǎn)中在剪切（焊接）2.0mm～3.0mm的厚板時，效果很不好，需要重復(fù)多次剪切（焊接），直接影響重卷機組生產(chǎn)厚板的工作效率，并且對焊機的各種零部件容易造成損傷，發(fā)生設(shè)備故障。為了提高重卷搭接焊機剪切（焊接）厚板的能力，維持焊機正常使用壽命，我們對焊機的液壓動力系統(tǒng)方面展開分析研究。

圖1 焊機原液系統(tǒng)示意圖

1 現(xiàn)狀

重卷焊機雙刃液壓剪剪在切厚規(guī)格帶鋼頭尾后，夾鉗口處被剪切的帶鋼受力部位形成翹皮，（見圖2）。

搭接后，帶鋼焊縫接合面間隙大，導(dǎo)致搭接面接觸面積小，焊縫熔合面積自然變小，焊接效果不好，造成焊縫強度低，帶鋼在受張力和彎曲應(yīng)力的作用下容易產(chǎn)生斷裂，發(fā)生故障，影響重卷機組線正常生產(chǎn)（見圖3）。

圖2 焊機剪切示意圖

圖3 焊機焊接示意圖

2 原因分析

影響重卷焊機剪切（焊接）厚板效果不好的原因諸多，其中最主要是焊機雙刃剪上剪刃裝置剪切速度慢，這是造成焊機剪切（焊接）厚板效果不好的直接因素。由于焊機雙刃剪是由液壓缸驅(qū)動，而液壓系統(tǒng)存在缺陷又直接影響焊機雙刃剪的剪切速度。

圖4 焊機液壓泵性能參數(shù)表

現(xiàn)在來分析下焊機液壓系統(tǒng)動力裝置存在設(shè)計缺陷（見圖1）：動力裝置主要由原焊機液壓站油箱、葉片式單向定量泵、先導(dǎo)式電磁溢流閥及蓄能器組成。其中，葉片式單向定量液壓油泵作為動能輸送元件，存在排量設(shè)計能力小（見圖4），按油缸規(guī)格?160/70×250計算，上剪刃裝置的剪切速度為2.7cm/s，再除去油泵本生存在的液壓油內(nèi)泄，實踐液壓油驅(qū)動上剪刃裝置的剪切速度約為2.5cm/s，離上剪刃裝置剪切厚板的最佳速度8cm/s相差甚遠，而且結(jié)構(gòu)為葉片式定量泵發(fā)熱量大，易磨損，液壓油易產(chǎn)生大量內(nèi)泄，油溫升高，油泵機械效率低，不能長時間連續(xù)工作，影響焊機雙刃剪剪切速度及造成焊機液壓設(shè)備的損壞。故，導(dǎo)致重卷焊機剪切（焊接）厚板效果不好的最終原因是焊機液壓系統(tǒng)動力裝置存在缺陷。

3 改造措施

取消重卷焊機液壓系統(tǒng)原動力裝置（包含：葉片式單向定量泵、先導(dǎo)式電磁溢流閥、油箱等元件）。增加一套壓力、方向控制回路閥臺組（包含：先導(dǎo)式解壓閥、液控單向閥、電磁換向閥等元件），焊機液壓系統(tǒng)并入重卷機組線液壓系統(tǒng)，動力來源由重卷機組液壓站提供，這樣，焊機液壓系統(tǒng)獲得充足動力源，大流量的壓力油，足以驅(qū)動上剪刃裝置作快速剪切運動，被剪切后的厚板斷面形狀好，平直度高，搭接面接觸良好，焊接后焊縫牢固，厚帶鋼不會發(fā)生斷帶現(xiàn)象。

新增加液壓閥臺裝置中各元件的功能及作用（見圖5）：先導(dǎo)式減壓閥是將重卷機組液壓站系統(tǒng)工作壓力油（15MP）解壓后供給焊機液壓系統(tǒng)（10MP），液控單向閥、電磁換向閥是控制切斷或?qū)ㄖ鼐頇C組液壓站系統(tǒng)與焊機液壓系統(tǒng)之間的油路。

新增加的液壓閥臺裝置工作原理：當焊機工作時，閥臺上的電磁換向閥得電，閥芯動作換向，控制壓力油經(jīng)過電磁換向閥后，打開液控單向閥，此時重卷機組液壓站系統(tǒng)油路與焊機液壓系統(tǒng)油路接通，工作壓力油經(jīng)過先導(dǎo)式減壓閥、液控單向閥進入焊機液壓系統(tǒng)油路，通過各種控制閥后，驅(qū)動焊機各油缸動作，完成焊機一系列的工作。當焊機工作完成后，新增閥臺中的電磁換向閥失電，控制壓力油卸荷，液控單向閥關(guān)閉，此時重卷機組液壓站系統(tǒng)油路與焊機液壓系統(tǒng)油路被切斷，避免焊機發(fā)生誤動作，發(fā)生事故。

圖5 焊機改造后液系統(tǒng)示意圖

4 結(jié)束語

冷軋板帶廠重卷焊機液壓系統(tǒng)改造后，經(jīng)過長時間生產(chǎn)驗證，相比改造前，重卷焊機在剪切（焊接）2.0mm～3.0mm的厚板時，效果很好，從根本上提高了重卷焊機剪切（焊接）厚板的工作效率，降低焊機設(shè)備故障率，提高了整個重卷機組的生產(chǎn)效率。