TEMIC窄搭接焊機在酒鋼鍍鋅線中的應用

劉小虎

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

【關鍵詞】 TEMIC 窄搭接焊機 焊接原理 控制

1 TEMIC窄搭接焊機的焊接原理

TEMIC窄搭接電阻焊機的焊接原理是將兩塊材料（帶鋼）搭接，通以適當電流，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生熱量，最終熔化而焊接起來。其工作過程是：當阻焊變壓器的原邊通電，副邊回路閉合時，I（電流）通過R電阻做功發熱，熱量不斷的集聚使焊點局部的金屬熔融結合。電阻焊技術正是利用了這一原理來實現異體工件的焊接，其電路組成如圖1所示。可以用公式Q=I2RT反應它們之間的數學關系.在焊接過程中，I（電流）；R（電阻）T（通電時間）均為可調參數。I的大小可直接在焊接控制器中設置（改變可控硅的導通角即可實現）；改變焊輪壓力即可改變R的阻值（壓力加大則R減小；壓力減小則R增大）。

2 焊接工藝及設備功能

2.1 焊接工藝流程

焊機準備就緒→帶鋼頭尾定位、停止，消除張力（由線上完成）→焊機出入口PAD裝置調整帶鋼并充套→出入口夾板夾緊帶鋼→剪切帶鋼頭尾→入口夾板進行對中→出口夾板向上傾斜→帶鋼搭接并進行搭接補償→焊接，平整→焊機排出廢料并復位→焊接周期完成。

2.2 主要設備功能

（1）入口側夾鉗；在焊接前，將后行帶鋼的頭部夾緊，以配合完成焊機的剪切工作，能夾住后行帶鋼向焊機出口側方向橫移來設置搭接量，并根據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節到先行帶鋼的中心線上。（2）出口側夾鉗；出口側夾鉗用于焊接前固定前行帶鋼的尾端，在進行搭接時出口側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）焊機的C型移行架；移行架驅動裝置的功能是通過速度可變的AC伺服電動機經滾珠絲桿來驅動移行架，從而達到控制焊接速度的目的。（4）焊機剪切單元；該焊機剪切單元的功能是為了獲得較滿意的焊接質量，確保前后帶鋼所形成的搭接量，由安裝在焊機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，焊接壓力傳導到已經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；該碾壓系統是用來通過碾壓的方式，將經焊接后的焊縫搭接部位壓得薄一些。該碾壓系統由上下碾壓輪及上碾壓輪的提升機構組成。（7）平行度調節裝置（PAD）；在入口側穿帶臺上，安裝了2對平行度調節裝置（PAD），通過其中一對（PAD）的夾緊和橫移動作，使得帶鋼與機組中心線保持平行。（8）焊機冷卻水系統；冷卻可控硅組件，焊接變壓器，上下電極輪。

3 焊接工藝參數

3.1 焊接帶鋼規格

帶鋼材質：冷硬鋼（CQ、DQ、DDQ、HSS）；帶鋼厚度：0.3mm-2.5mm（±10%）；抗拉強度 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150mm）。

3.2 焊接參數

參數設定模式有三種：“P/C set-up”，“C/D set-up”and “Manual set-up”。

（1）P/C set-up mode；在此模式下，帶鋼數據（鋼卷號，鋼種，厚度）從L2傳送到焊機L1控制器，然后根據帶鋼數據由焊機控制器自動搜尋儲存在焊機PLC焊接參數表中的焊接參數。（2）C/D set-up mode；在此模式下，帶鋼數據（鋼卷號，鋼種，厚度）在VDT屏幕上手動設定，然后根據手動設定的帶鋼數據由焊機控制器自動搜尋儲存在焊機PLC焊接參數表中的焊接參數。（3）Manual set-up mode；在此模式下，帶鋼數據（鋼卷號，鋼種，厚度）和焊接參數（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，搭接補償量） 都在VDT屏幕上手動設定。

4 焊機自動化系統

4.1 焊機控制系統

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

4.2 主要控制回路

搭接焊機主要控制系統包括順序控制、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邏輯量控制，實現焊機PLC與生產線控制系統之間數據傳送和焊接聯鎖信號傳輸。以下對后兩種控制回路進行介紹。

4.2.1 恒定電流控制

在焊機中，電流是3個關鍵元素（電流，傳導時間和壓力） 中最為重要的一項。焊接電流控制系統通過實時監測焊接電流波動狀況，并利用負反饋的閉環電路來控制可控硅調壓電路的觸發脈沖，進而控制輸出電壓，最終實現控制恒定的焊接電流目的。

4.2.2 位置控制

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

5 焊機常見故障分析及處理措施（如表1）

6 應用效果

酒鋼熱鍍鋅機組焊機系統自投用以來，設備工作狀態基本穩定，與國內同類型焊機比較有以下優點：

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

7 結語

作為鍍鋅生產線上的重要設備，焊機的功能精度對機組生產起著關鍵作用。作為設備管理維護人員，首先必須對焊機工藝流程熟練掌握；在掌握和理解設備組成及控制系統后，要切實做好現場機械設備、傳感檢測設備和控制元器件的日常維護保養工作，只有這樣才能牢牢把握焊機運行狀態，確保焊機設備正常穩定工作。

參考文獻

[1]TEMIC 焊機手冊.

[2]朱正行，嚴向明，王敏.電阻焊技術[M].機械工業出版社，2000（6）.