中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司 （北京 100176） 朱愛(ài)輝 呂 爽 劉明煒

1.概述

對(duì)于連續(xù)退火機(jī)組，焊機(jī)的作用是將前后帶鋼進(jìn)行連接保證機(jī)組連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行。連續(xù)退火機(jī)組由于生產(chǎn)節(jié)奏快、爐內(nèi)道次多以及停機(jī)損失巨大等特點(diǎn)，因而要求操作人員必須熟練掌握焊機(jī)的特性，確保100%的焊接成功率，避免使焊機(jī)成為連續(xù)退火機(jī)組的生產(chǎn)瓶頸。

某冷軋廠連續(xù)退火機(jī)組的焊機(jī)采用進(jìn)口的NASTOA窄搭接電阻焊機(jī)。該焊機(jī)具有焊接工藝先進(jìn)、焊縫質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，能夠滿足連續(xù)退火機(jī)組的生產(chǎn)要求。

2.焊機(jī)結(jié)構(gòu)及功能

焊機(jī)為滾壓縫焊型，能快速完成兩卷帶鋼頭、尾間的縫焊過(guò)程。焊機(jī)條件可由圖形界面設(shè)定，采用直流電滾壓縫焊工藝。整個(gè)焊機(jī)設(shè)備組成如圖1所示。

圖1 焊機(jī)設(shè)備組成

焊機(jī)主要附屬裝置如下：

（1）焊接主機(jī) 焊接主機(jī)的基礎(chǔ)框架為C型，此C型焊接車架用以支撐雙切剪、沖孔裝置、焊接頭、焊接變壓－整流器及輾壓輥等裝置。

第一，雙切剪：可同時(shí)剪切兩卷帶鋼頭尾部，以保證頭尾部對(duì)齊。兩刀片的移動(dòng)支架都固定在焊機(jī)整體C型框架上，依靠氣缸驅(qū)動(dòng)升/降。

第二，沖孔裝置：沖孔器共有兩個(gè)，安裝在上刀片的中央。雙切剪剪切的同時(shí)，在焊縫后退約90mm的帶鋼寬度方向上沖兩個(gè)φ15mm的圓孔，以在機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中探測(cè)焊縫用。

第三，焊接頭：上、下焊接頭組件安裝在C型焊接架前部，焊接時(shí)直接滾壓接頭，通過(guò)高壓大熔融電流作用于上下焊頭使帶鋼重疊處熔結(jié)。

上、下焊輪工作一段時(shí)間后會(huì)磨損，焊輪的高度就需調(diào)整。下焊輪高度可自動(dòng)上下校準(zhǔn)到下夾緊裝置水平面，以補(bǔ)償焊輪的磨損值，并由激光來(lái)檢測(cè)補(bǔ)償值大小，上焊輪上升及下降由氣缸驅(qū)動(dòng)。

第四，焊接變壓－整流器：裝置由晶閘管開(kāi)關(guān)控制，提供恒定的焊接電流，為了防止過(guò)熱現(xiàn)象發(fā)生，在其內(nèi)部有一冷卻循環(huán)系統(tǒng)。

第五，輾壓輥：安裝于焊輪的后面，用來(lái)輾壓焊縫用，輾壓力由電動(dòng)機(jī)調(diào)整。

（2）挑套裝置及入口橫向?qū)χ衅脚_(tái) 入口活套的形成是通過(guò)焊接主機(jī)前挑套輥的啟升來(lái)實(shí)現(xiàn)的，入口活套的功能是在焊接時(shí)以便于入/出口夾緊裝置的自由移動(dòng)和對(duì)中，挑套輥的升降由氣缸控制。

入口橫向?qū)χ衅脚_(tái)裝置置于焊接主機(jī)與入口活套之間，該裝置由兩部分組成：帶鋼對(duì)中檢測(cè)裝置和可調(diào)速度、扭矩的電動(dòng)機(jī)。其基本原理是利用熒光燈發(fā)出的光，并根據(jù)攝像頭接收光強(qiáng)大小來(lái)判定前后帶鋼的對(duì)中情況。其中放光器置于帶鋼一端，接光器置于帶鋼另一端。由放光器發(fā)出的光源除被帶鋼遮擋的一部分外，其余從帶鋼兩邊緣透過(guò)，由接光器接收。通過(guò)兩邊緣的光強(qiáng)差判定帶鋼中心與機(jī)組中心的差距。當(dāng)前、后行帶鋼中心與機(jī)組中心的差值相等時(shí)，則說(shuō)明前、后行帶鋼中心已對(duì)齊。力矩電動(dòng)機(jī)正是通過(guò)調(diào)整帶鋼中心線的位置完成前后行帶鋼對(duì)中的，具體操作是通過(guò)AC伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)入口夾緊裝置沿垂直于機(jī)組的方向運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（3）入口及出口夾緊裝置 焊機(jī)的入口和出口都裝有梁式夾緊裝置。入口夾緊裝置采用液壓缸動(dòng)作，通過(guò)入口夾緊裝置的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)前后帶鋼的搭接及寬度對(duì)中、搭接補(bǔ)償，夾緊裝置的鉗口采用不會(huì)磁化的可更換材料，其中上夾緊裝置帶有聚氨酯防滑板。

出口夾緊裝置與入口夾緊裝置類似，擺動(dòng)結(jié)構(gòu)用于將帶尾與后行帶頭搭接，為避免前后帶鋼的頭尾相碰，當(dāng)入口夾緊裝置為了形成搭接而向前移動(dòng)時(shí)，出口夾緊裝置將傾斜先行帶鋼。當(dāng)前后帶鋼的頭、尾重疊后，出口夾緊裝置壓下，前行帶尾壓在后行帶頭上，從而搭接完成。

（4）出口橫向?qū)χ衅脚_(tái) 結(jié)構(gòu)及原理與入口基本相同。

3.焊接流程

C型架小車停在原始位→帶頭帶尾進(jìn)入剪切區(qū)（機(jī)組完成）→入、出口挑套對(duì)中→入、出口夾緊裝置夾緊帶鋼 →剪切帶頭帶尾→帶尾仰卷、帶頭前進(jìn)實(shí)現(xiàn)搭接→C型架小車移動(dòng)實(shí)現(xiàn)焊接至完成→入、出口夾緊裝置上升松開(kāi)帶鋼→帶鋼運(yùn)行→C型架小車回原位。

4.焊接原理

其原理就是利用大電流（直流電流）通過(guò)上電極傳到帶鋼再到下電極，對(duì)兩帶鋼頭尾加熱熔融，最后經(jīng)過(guò)碾壓完成焊接。焊接時(shí)有三對(duì)輪子作用：焊輪、碾壓輪和刷輪。刷輪只是在焊接過(guò)渡材打磨氧化膜時(shí)才使用，以防止焊接不良發(fā)生斷帶。焊輪、碾壓輪焊接時(shí)用，分別起到熔融鋼帶和碾壓平整作用。三對(duì)輪子均由氣缸控制升降，移動(dòng)是靠整個(gè)C型框架在電動(dòng)機(jī)作用下完成的。

5.影響焊接質(zhì)量的主要因素

影響電阻焊的主要因素如下：

（1）焊接電流 由焦耳定律可知，由于電阻熱與電流的平方成正比，因而電流的大小直接影響到發(fā)熱量的多少。電流值太低，其產(chǎn)生的熱量不足以熔解焊縫接頭成為半熔體，即無(wú)法結(jié)合；反之，若電流值過(guò)大，其產(chǎn)生熱量太多，又造成了過(guò)熔，或使接頭強(qiáng)度降低而變脆。

（2）搭接量 搭接長(zhǎng)度越大，相應(yīng)搭接區(qū)域的電阻減小，產(chǎn)熱量下降。常規(guī)搭接量在0.5～2mm之間?，F(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中，考慮焊輪的碾壓效應(yīng)，往往在驅(qū)動(dòng)側(cè)適當(dāng)增加0.2～0.6mm的搭接量，稱為搭接補(bǔ)償。

比較典型的搭接量異常的原因是夾緊裝置及其內(nèi)壓塊的磨損，比較簡(jiǎn)單的檢查方法就是用機(jī)組所生產(chǎn)最小厚度的帶鋼切條，放入夾緊裝置及壓塊位置，并壓下夾緊裝置，人工抽動(dòng)鋼條，確認(rèn)壓緊效果。

（3）通電時(shí)間 通電時(shí)間的長(zhǎng)短也與產(chǎn)生的熱量有關(guān)。時(shí)間太長(zhǎng)，熱量過(guò)大；反之，發(fā)熱不足。在縫焊中，通電時(shí)間主要由焊接速度決定。

（4）電極壓力 電極壓力主要與帶鋼之間的接觸電阻相關(guān)。電極壓力太小，容易造成接觸電阻不穩(wěn)定甚至產(chǎn)生飛濺；反之，過(guò)高的壓力使電極和帶鋼之間的接觸面積增大，造成分流。

（5）電極和帶鋼的表面狀態(tài) 電極和帶鋼表面的氧化物、雜質(zhì)或凹凸不平直接影響接觸電阻，妨礙電流通入帶鋼，影響焊接質(zhì)量。因此，焊接前應(yīng)將電極和帶鋼表面清理干凈。

6.生產(chǎn)試驗(yàn)效果

開(kāi)工調(diào)試以來(lái)，對(duì)低碳鋼的不同品種進(jìn)行了焊接試驗(yàn)，總結(jié)出了一套合理的焊接參數(shù)（見(jiàn)附表）。

焊接參數(shù)

7.結(jié)語(yǔ)

在焊機(jī)操作工藝條件和設(shè)備狀態(tài)良好的基礎(chǔ)上，焊接參數(shù)的合理選擇是改善焊縫質(zhì)量的重要措施。本文通過(guò)生產(chǎn)試驗(yàn)，總結(jié)出了一套合理的焊接參數(shù)，對(duì)連續(xù)退火機(jī)組的順利生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。