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備，本焊機采用先進的電器控制系統和兩刃剪的液壓傳動系統（見圖1），焊接速度、電流大小、返程速度可實現無級調節。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，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通帶鋼重疊部位，使兩帶鋼重疊部位結合面產生熱量，熔化、粘接在一起，達到連接前后帶鋼的目的，給機組線連續進行生產。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，由于焊機設計能力限制，生產中在剪切（焊接）2.0mm～3.0mm的厚板時，效果很不好，需要重復多次剪切（焊接），直接影響重卷機組生產厚板的工作效率，并且對焊機的各種零部件容易造成損傷，發生設備故障。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方面展開分析研究。

圖1 焊機原液系統示意圖

1 現狀

重卷焊機雙刃液壓剪剪在切厚規格帶鋼頭尾后，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力的作用下容易產生斷裂，發生故障，影響重卷機組線正常生產（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動，而液壓系統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表

現在來分析下焊機液壓系統動力裝置存在設計缺陷（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，存在排量設計能力小（見圖4），按油缸規格?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泄，實踐液壓油驅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，而且結構為葉片式定量泵發熱量大，易磨損，液壓油易產生大量內泄，油溫升高，油泵機械效率低，不能長時間連續工作，影響焊機雙刃剪剪切速度及造成焊機液壓設備的損壞。故，導致重卷焊機剪切（焊接）厚板效果不好的最終原因是焊機液壓系統動力裝置存在缺陷。

3 改造措施

取消重卷焊機液壓系統原動力裝置（包含：葉片式單向定量泵、先導式電磁溢流閥、油箱等元件）。增加一套壓力、方向控制回路閥臺組（包含：先導式解壓閥、液控單向閥、電磁換向閥等元件），焊機液壓系統并入重卷機組線液壓系統，動力來源由重卷機組液壓站提供，這樣，焊機液壓系統獲得充足動力源，大流量的壓力油，足以驅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，厚帶鋼不會發生斷帶現象。

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

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油路與焊機液壓系統油路接通，工作壓力油經過先導式減壓閥、液控單向閥進入焊機液壓系統油路，通過各種控制閥后，驅動焊機各油缸動作，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，液控單向閥關閉，此時重卷機組液壓站系統油路與焊機液壓系統油路被切斷，避免焊機發生誤動作，發生事故。

圖5 焊機改造后液系統示意圖

4 結束語

冷軋板帶廠重卷焊機液壓系統改造后，經過長時間生產驗證，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，降低焊機設備故障率，提高了整個重卷機組的生產效率。