中頻電阻焊接技術(shù)在鋼筋籠滾焊機上的應(yīng)用

陸杰（建華建材（中國）有限公司 江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

0 引言

鋼筋籠滾焊機是在多根鋼筋上呈螺旋狀纏繞鋼絲，并進行焊接的機器。傳統(tǒng)的鋼筋籠焊接方式，是使用工頻電阻焊機來進行焊接。

1 中頻焊接技術(shù)原理

中頻電阻焊機是近年來較受推廣的節(jié)能項目，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比

傳統(tǒng)的鋼筋籠滾焊機使用的是工頻電阻焊機，通過交流控制系統(tǒng)及變壓器進行焊接，能適合大多數(shù)的低碳鋼類焊接需要，尤其在焊接較大的工件時更能顯示獨特的優(yōu)勢。但是工頻電阻焊機的焊接電流在每周期（20ms）有2次過零，在此期間，焊接區(qū)不僅沒有得到電流加熱，而且散熱過程還在繼續(xù)進行，零電流的時間可能超過預(yù)定焊接時間的50%以上，熱量損失嚴重。而中頻電阻焊機工作頻率為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，沒有過零效應(yīng)。焊接速度快，質(zhì)量相對較高。

參照以上特點，中頻電阻焊接技術(shù)是針對鋼筋籠焊接節(jié)能的適用技術(shù)，具有節(jié)能、可靠等特點。結(jié)合生產(chǎn)實際情況，中頻電阻焊接技術(shù)若應(yīng)用于鋼筋籠滾焊機上存在一定的節(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進行焊接。從焊接類型來說，存在節(jié)能改造空間。根據(jù)現(xiàn)場測量到的電流特性（見圖2），能夠直觀的看到，焊接過程中損耗較大。

圖2 工頻電阻焊機輸出的電流波形圖

4 鋼筋籠滾焊機節(jié)能改造

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

圖3 中頻電阻焊機間斷焊接輸出電流波形

4.1 節(jié)能效果對比

改造前對K車間1#鋼筋籠滾焊機加裝了電度表，統(tǒng)計改造前、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，耗能進行對比見表1。

由表1可知，改造后的鋼筋籠滾焊機比未改造前，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#滾焊機改造前后用電量對比表

5 結(jié)語

目前，中頻逆變直流焊機有空冷和水冷兩種冷卻方式。對于功率較大的鋼筋籠滾焊機（300KVA）需要采用水冷方式；因為隨著滾焊機連續(xù)焊接，焊機的溫度會升高，為了保證冷卻效果，建議加裝3KW以上的工業(yè)水冷機。

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