焊机原理

冶金自动化

METALLURGICAL INDUSTRY

AUTOMATION

2000 Vol.24 No.1 P.39-42

Miebach搭接焊机及其控制

陈大华杨军

摘要介绍了攀钢冷轧厂热镀锌机组Miebach搭接电阻焊机的焊接原理、过程、工艺参数及控制系统，着重分析了焊接电流控制器、位置控制器在该焊机控制中的应用。

关键词Miebach 搭接焊机控制

Miebach roll seam welder and its control

Chen Dahua Yang Jun

( Cold Strip Mill of Panzhihua Iron and Steel(Group)Co Panzhihua 617023)

Abstract The welding principle, process, technology parameters and control system of Miebach roll seam welder for CGL in the Cold Strip Mill of Panzhihua Iron and Steel(Group)Co,especially the applications of welding current controller and position controller in welder control, are described. Key words Miebach; roll seam welder; control

在攀钢冷轧厂连续热镀锌(CGL)作业线中，选用德国米巴赫(Miebach)半自动窄搭接电阻焊机，型号为QMH13。该焊机焊接工艺先进，焊缝质量可靠，能够满足镀锌生产要求。

1 搭接焊机的焊接原理

窄搭接电阻焊机的焊接原理是将两块材料(带钢)搭接，通以适当电流，在材料自身的电阻、材料间及材料与电极间接触部分的集中电阻上产生热量，最终熔化而焊接起来。根据焦耳定律，焊接接头产生的热量用公式(1)表示如下：

Q=0.24I2Rt=0.24UIt (1)

式中Q为热量；I为电流；R为焊接区电阻；U为电极间电压；t为通电时间。

从式中看出，发热量与焊接电流、通电时间及自身电阻有关，当对某种材质、规格的带钢进行焊接时，通过控制电流、通电时间(t=l/V，当焊接断面长度l一定时，通过改变焊接速度V来控制通电时间)及焊轮焊接压力，就可以将带头、带尾很好地焊接在一起。

2 焊接工艺及设备功能

2.1 焊接工艺概述

焊接简单工艺流程如下：

焊机准备就绪→带尾定位、停止，消除张力(由线上完成)→焊机出口夹钳夹住带尾→带头定位、停止，消除张力(由线上完成)→2＃对中夹板夹住带头→入口段形成活套→1＃和2＃对中动作→焊机入口夹钳夹住带头→带钢头尾剪切，冲孔→带钢头尾搭接→进行焊接，焊缝光整→焊机复位→焊接周期完成。

2.2 设备功能说明

焊机各机械设备布置如图1所示，主要由入口活套台、基础框架及焊接移动车架3部分组成。

图1 QMH13搭接焊机

1—入口活套辊;2—转向辊；3—1＃对中单元；4—入口支承辊；5—2＃对中单元；6—入口夹紧单元；7—搭接台；8—焊接移动车架;9—上、下焊轮；10—出口夹紧单元；11—倾斜台；12—出口支承辊

2.2.1 入口活套台

通过它使带钢在焊机入口侧形成小活套，保证带钢能自由对中及头尾搭接。

2.2.2 支承辊

焊机入、出侧均有支承辊，支承带钢，保护焊接台免受带钢磨损。

2.2.3 带钢对中设备

1＃和2＃对中设备安装于焊机入侧，完成带头对中。焊机出侧未设置对中装置，焊接时，头尾中心线不一致会影响焊缝质量。为了避免这一缺陷，搭接台被设计成可以横向移动，焊接时，可自动或手动调整头尾中心线。

2.2.4 搭接台和倾斜台

搭接台和倾斜台的主要作用是实现带钢头尾剪切及搭接。搭接台行

走、横移及倾斜台行走靠伺服马达完成，倾斜台的倾斜靠气缸推动，焊接台移动距离由位置控制器进行计算和自动调整。

剪切后，带钢伸出长度为L，如图2(a)所示；搭接时，倾斜台向下

倾斜并后退L

t /2，搭接台前进(120mm＋L

t

/2)，如图2(b)所示；倾斜台返

回，搭接过程完成，如图2(c)所示。

图2 搭接过程

2.2.5 焊接移动车架

焊接移动车架包括如下装置。

(1)高精度双切剪：剪切带钢头尾，保证断面平行，以便进行头尾搭接与焊接。

(2)冲孔装置：焊缝处冲孔(根据生产要求可不选择冲孔)，以便机组进行焊缝跟踪。

(3)焊轮：带钢焊接时通过焊轮构成焊接回路，上下侧各一个。

(4)抛光辊：焊接后对焊缝进行光整，提高焊缝表面光洁度。

(5)边缘检测(光栅)：位于焊轮前面，检测带钢边缘，起焊接电流、压力及抛光力的通断作用。

2.3 焊接工艺参数

2.3.1 焊接带钢规格

(1)带钢材质：[C]<0.25％，[Si]<1.0％，冷、热轧带钢

(2)带钢厚度：0.2～3.2mm；带钢宽度：600～1300mm

(3)焊缝超厚：最大为带钢厚度的10％，最小为0.07mm

(4)可焊接的两带钢厚度之比不超过1∶2，最大厚度差为1.00mm 2.3.2 带钢规格定义

包括带头、尾的材质和厚度，材质分别以0～9表示，攀钢CGL焊接材质定义为：0为罩式炉退火板；1为Q195冷轧板；2为STW冷轧板；3

为Q195热轧板；4为STW热轧板。

2.3.3 焊接参数

将带钢规格输入计算机(手动或自动)，计算出焊接程序号，焊机系统根据程序号自动完成焊接参数的调整，当然该参数首先是经焊接测试过的。焊接各工艺参数举例如表1所示。

表1 焊接工艺参数举例

注:1─1表示材质为Q195与Q195两冷轧板焊接;2─2表示材质为STW 与STW两冷轧板焊接;0.5─0.5表示焊接的两带钢厚度均为

0.5mm;1.0─1.0表示厚度均为1mm的两带钢进行焊接.

3 焊机控制系统

3.1 控制系统构成

焊机控制系统主要构成：三菱A3APLC，伺服传动系统，位置控制器及焊接电流控制器等。PLC系统参与焊接全过程，负责与CGL通信，是焊机控制系统的核心。位置控制器对焊接台及车架位置进行计算和控制。控制系统如图3所示。

图3 控制系统框图

3.2 焊机顺序控制