孫寧波

摘 要：TMEIC窄搭接焊機(jī)焊接時(shí)電流打開及關(guān)閉的控制在整個(gè)焊接過程中起著非常重要的作用，本文主要介紹了TMEIC窄搭接焊機(jī)的焊接原理，研讀程序深入剖析了焊接電流打開及關(guān)閉的時(shí)機(jī)，修改程序，并通過焊接試驗(yàn)結(jié)果，對改變焊接電流打開及關(guān)閉位置前后做了比較，提出了有利于提高焊縫質(zhì)量減少電極輪消耗的對策。

關(guān)鍵詞：焊接原理 電極輪 焊接電流 PH檢測 焊接質(zhì)量

中圖分類號：TG409 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）12（a）-0083-02

TMEIC窄搭接焊機(jī)是一冷軋分廠連退生產(chǎn)線入口區(qū)域關(guān)鍵的單體設(shè)備，它將前一卷的帶尾和后一卷帶頭焊接，保證連續(xù)生產(chǎn)。其焊接原理如下：TMEIC窄搭接焊機(jī)是電阻性焊機(jī)，根據(jù)Q=I2Rt，由于焊機(jī)使用的銅質(zhì)電極輪電阻小，帶鋼電阻大，因此焊接時(shí)，流過帶鋼的大電流發(fā)熱使搭接帶鋼熔化焊接，再通過電極輪碾壓平整達(dá)到目的[1]。焊機(jī)電流控制系統(tǒng)主要由控制器、焊接變壓器、焊接電極輪、焊接電流回路、SCR單元、二極管整流器以及執(zhí)行器等構(gòu)成。

該系統(tǒng)采用單相直流窄縫搭接焊，使用單相電源，焊接變壓器的一次側(cè)接在SCR上以控制焊接電壓、電流，通過接在焊接變壓器二次側(cè)的二極管整流成直流，從而得到焊接時(shí)所需的低電壓大電流。焊機(jī)變壓器一次側(cè)為SCR半控電路的電感性負(fù)載，當(dāng)電源電壓在正半周時(shí)，其中一個(gè)晶閘管導(dǎo)通，相應(yīng)的二極管單元導(dǎo)通；當(dāng)電源電壓在負(fù)半周時(shí)，另一個(gè)晶閘管導(dǎo)通，與之相應(yīng)的二級管單元導(dǎo)通。SCR在觸發(fā)時(shí)換相，二極管在電源電壓過零時(shí)換相。SCR單元與二極管單元一起構(gòu)成單相橋式半控整流電路，即焊機(jī)系統(tǒng)的供電單元。

1 程序解讀

在實(shí)際生產(chǎn)中焊接時(shí)電流打開及關(guān)閉的位置對整個(gè)焊接過程也起著非常重要的作用，根據(jù)程序的解讀和現(xiàn)場的焊接實(shí)驗(yàn)，對焊接時(shí)焊接電流打開及關(guān)閉的位置做了針對性的研究。焊接時(shí)控制電流打開和關(guān)閉主要有兩種模式，一種是MAX模式，即默認(rèn)生產(chǎn)線生產(chǎn)的是極限寬度的帶鋼，這種模式下焊接時(shí)電流打開的早，焊接完成后電流關(guān)閉的晚，由于電極輪本身的電阻比帶鋼電阻要小得多，焊接完成后從焊接曲線上可以看出溫度曲線開始的一段和最后一段溫度較低，從而會出現(xiàn)溫度NG（=No Good，焊接不良）報(bào)警，所以這種模式在生產(chǎn)中極少使用，在實(shí)際生產(chǎn)中我們一般使用另一種模式，即PH模式，PH模式是利用光電開關(guān)檢測到帶鋼后延時(shí)放電的模式，主要研究內(nèi)容就是在PH模式下焊接時(shí)電流打開及關(guān)閉的位置。焊接時(shí)電流打開及關(guān)閉的位置是可以通過程序來調(diào)節(jié)的，TMEIC焊機(jī)使用的是三菱MELSEC程序，下面通過讀取電流控制各程序段，見圖1，對電流打開及關(guān)閉的控制進(jìn)行分析。

程序中D12表示焊接電流開始位置計(jì)數(shù)，D18表示焊接電流結(jié)束位置計(jì)數(shù)，D300代表焊接小車行進(jìn)過程中的實(shí)際位置計(jì)數(shù)，從程序段一可以看出當(dāng)機(jī)架的位置計(jì)數(shù)位于D12、D18之間時(shí)電流打開，其余時(shí)間關(guān)閉。

從PH打開時(shí)程序段和PH關(guān)閉時(shí)程序段可知，當(dāng)PH100、PH101檢測到信號且焊接順控開始時(shí)，把焊接小車的實(shí)時(shí)位置D300加上電流開啟延時(shí)R1500，并賦給D12，即程序段一中使用的電流開始延時(shí)。

當(dāng)PH100、PH101檢測信號關(guān)掉時(shí)，把焊接小車的實(shí)時(shí)位置D300加上電流開啟延時(shí)R1502，并賦給D18，即程序段一中使用的電流關(guān)斷延時(shí)。

而由SM400繼電器程序段可知，R1500=1500000，R1502=3400000，焊機(jī)小車的行走是由伺服電機(jī)控制的，其位置檢測由電機(jī)上的PLG檢測，通過查看伺服控制器的內(nèi)部參數(shù)，可知R1500、R1502的單位為10-1μm，可知R1500代表150mm，R1502代表340mm。

實(shí)際工作中，焊輪與檢測光柵存在一個(gè)機(jī)械距離L，由程序可知，電流提前打開的位置應(yīng)該為L-R1500，而關(guān)閉位置為R1502-L。因此，通過修改R1500及R1502的賦值即可改變電流打開及關(guān)閉的位置。

修改程序要注意，SM400是特殊繼電器，它只在PLC上點(diǎn)的瞬間有個(gè)脈沖，在其余的時(shí)間都是關(guān)斷的，因此修改完R1500及R1502后必須重啟PLC來保證賦值重新寫入，這是要特別注意的。

2 試驗(yàn)驗(yàn)證

為了進(jìn)一步驗(yàn)證修改程序前后以及在不同速度下，電機(jī)輪電流打開及關(guān)閉的位置變化，我們進(jìn)行了驗(yàn)證性試驗(yàn)。從程序上看焊接速度對電流打開及關(guān)閉的位置不會產(chǎn)生影響，為了驗(yàn)證這一結(jié)論，第一組實(shí)驗(yàn)選取0.8mm鋼板作為試驗(yàn)樣板，其他焊接參數(shù)不變的情況下，取焊接速度分別為12m/min和15m/min時(shí)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了修改程序前的驗(yàn)證試驗(yàn)。第二組實(shí)驗(yàn)為修改程序后的測試，即把SM400繼電器程序段中R1500的值改為2100000，R1502的值改為3100000，分別進(jìn)行了速度12m/min和15m/min的實(shí)驗(yàn)，為了測出放電位置，將入口側(cè)與出口側(cè)帶鋼相互錯開150mm，以便能夠清楚地測出電流打開及關(guān)閉的位置，具體試驗(yàn)如表1。

通過對比①和②試驗(yàn)樣板，發(fā)現(xiàn)不同的焊接速度對電流打開及關(guān)閉的位置影響如程序所示關(guān)系不大，在焊縫的操作側(cè)（WS）和驅(qū)動側(cè)（DS）在不同的焊接速度下電流打開及關(guān)閉的位置基本不變。

通過對比①和③或者②和④試驗(yàn)樣板，這里主要采用②和④試驗(yàn)樣板對比發(fā)現(xiàn)修改程序后，電流打開及關(guān)閉的位置得到了改善，大距離的單邊放電問題得以解決。

3 結(jié)語

通過程序的研究以及實(shí)際的焊接實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論，不同的焊接速度并不會影響焊接電流打開及關(guān)閉的位置，可以通過程序的更改來選擇焊接電流打開及關(guān)閉的合適位置，這樣我們在更好地保證了焊接質(zhì)量的前提下，避免了由于電流打開過早以及關(guān)閉太遲造成的長距離單邊放電對電極輪造成的損耗，有效地提高了電極輪的使用壽命。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉寧.窄縫搭接焊機(jī)焊接電流控制技術(shù)研究及實(shí)現(xiàn)[J].電工技術(shù)，2010（9）：53-54.

[2] TMEIC窄搭接焊機(jī)調(diào)試手冊[Z].