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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。
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 中頻電阻焊接技術原理圖
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。焊接速度快,質量相對較高。
參照以上特點,中頻電阻焊接技術是針對鋼筋籠焊接節(jié)能的適用技術,具有節(jié)能、可靠等特點。結合生產(chǎn)實際情況,中頻電阻焊接技術若應用于鋼筋籠滾焊機上存在一定的節(jié)能空間。
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
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
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
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。
中頻電阻焊接技術應用于鋼筋籠滾焊機,達到了控制節(jié)能的目的,且設備運行較為可靠,能夠滿足系統(tǒng)正常運行的需要。從長期的運行角度考慮,中頻電阻焊接技術能為管樁廠帶來明顯效益,在鋼筋籠滾焊機的應用和改造將會取得更大的突破和發(fā)展。