何立軍
設(shè)備
全自動閃光焊機(jī)常見故障診斷及處理
何立軍
(濟(jì)鋼冷軋板廠,山東252300)
對國內(nèi)某鋼鐵公司冷軋廠引進(jìn)的NMW-C1375FS全自動閃光對焊機(jī)在生產(chǎn)運(yùn)行中出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析并提出了解決辦法。介紹了該焊機(jī)在日常運(yùn)行維護(hù)中的注意事項(xiàng)。
冷軋;連續(xù)酸洗線;閃光焊機(jī);故障處理
閃光對焊是一種固態(tài)焊接過程,它利用焊件內(nèi)部電阻和接觸電阻所產(chǎn)生的電阻熱實(shí)現(xiàn)焊接,包括燒化和頂鍛兩個(gè)基本階段。閃光對焊機(jī)在冶金行業(yè)寬幅帶鋼制造領(lǐng)域,作為焊接熱軋鋼卷的焊接手段,已被冷軋廠廣泛使用。尤其是在連續(xù)酸洗線-冷軋工序中,與其它焊接方法相比,全自動閃光對焊機(jī)具有焊接強(qiáng)度可靠性強(qiáng)、作業(yè)率高等優(yōu)點(diǎn)。
某鋼鐵公司冷軋廠從日本三菱電氣公司引進(jìn)的NMW-C1375FS全自動閃光對焊機(jī),應(yīng)用于連續(xù)酸洗線工藝。其主要作用是焊接原料卷的頭尾,以保證酸洗機(jī)組的連續(xù)生產(chǎn)。投用幾年來,該設(shè)備運(yùn)行情況良好,焊接質(zhì)量穩(wěn)定可靠。
某鋼鐵公司冷軋板廠連續(xù)酸洗線引進(jìn)的NMW-C1375FS全自動閃光對焊機(jī),主要由夾緊裝置、圓盤剪、頂鍛缸、電極模座、二次導(dǎo)體、焊縫清理裝置、對中裝置、月牙剪及沖孔裝置等部分組成。主要技術(shù)參數(shù)見表1。
該焊機(jī)焊接過程可簡要概述為:前一卷帶鋼在焊機(jī)出口側(cè)停止,由兩組對中裝置對中帶鋼,出口電極模座調(diào)整好帶頭初始伸長后,出口主夾緊裝置夾緊帶鋼;后一卷穿帶至入口模座,對中并調(diào)整好帶頭初始伸長后,入口主夾緊裝置夾緊帶鋼;圓盤剪裝置對前后兩卷同時(shí)剪切頭部,保證對焊部分的平行度。活套裝置建套后,入口、出口模座調(diào)整到焊機(jī)位置,頂鍛缸伸向活動底座,同時(shí)焊縫清理裝置移動到等待位置;活動底座在調(diào)整好電極高度后,移動到夾緊位置,由夾緊裝置將頂鍛缸頭部夾緊;二次導(dǎo)體伸出閉合,飛濺物擋板關(guān)閉后,開始焊接;閃光和頂鍛完成后,電極模座調(diào)整到修正位置,焊縫清理裝置刮平焊縫后,主夾緊裝置打開,完成焊接。
表1 焊機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)
該焊機(jī)自安裝調(diào)試后總體運(yùn)行情況良好,各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)正常。但由于該焊機(jī)對設(shè)備精度和維護(hù)水平要求較高,而投產(chǎn)前期操作維護(hù)人員對該焊機(jī)的基本功能和操作要點(diǎn)沒有完全理解和掌握,再加上設(shè)備的欠修和熱軋?jiān)习逍筒畹鹊扔绊懸蛩?,造成焊機(jī)某些故障頻繁發(fā)生?,F(xiàn)對幾年來出現(xiàn)的常見故障和處理方法總結(jié)如下。
2.1 焊接過程中報(bào)Butting故障,造成焊接終止
NMW-C1375FS全自動閃光對焊機(jī)在焊接過程中,通過5組可控硅控制焊接電壓和電流。焊接過程中,焊接電流過電流(50 kA)超過0.5 s后,焊接報(bào)Butting故障,焊接過程終止。經(jīng)過對焊機(jī)程序和現(xiàn)場情況分析,確定了對Butting故障的處理方法如下:
(1)檢查圓盤剪剪切質(zhì)量,確認(rèn)切口平整;
(2)確認(rèn)電極表面無異常磨損;
(3)確認(rèn)焊接過程中,排風(fēng)系統(tǒng)正常;
(4)檢查焊機(jī)頂鍛間隙,保證頂鍛間隙在1.2 mm~1.5 mm之間;
(5)參照維護(hù)手冊檢查印刷電路板FCG信號。
2.2 PM電位計(jì)故障
NMW-C1375FS焊機(jī)應(yīng)用了4對8個(gè)電位計(jì)分別測量入口及出口電極上下電極伸長量、操作側(cè)及驅(qū)動側(cè)頂鍛缸伸出量、出口側(cè)模座高度,通過PLC系統(tǒng)的A/D模塊將位移量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量進(jìn)行控制。其中測量入口及出口電極上下電極伸長量的電位計(jì)故障頻率最高。
焊接過程中入口及出口上下電極從原始位到剪切位進(jìn)行剪切,然后到焊接位置進(jìn)行焊接。焊接完成后,到焊縫清理位清理焊縫,最后回到原始位置, 4個(gè)電位計(jì)PM120、PM121、PM220和PM221分別測量4個(gè)電極的伸長量,確定電極的位置。
電位計(jì)故障時(shí),自動操作臺的操作系統(tǒng)界面將顯示“ACTUATOR ACTTION TIME OVER”故障報(bào)警信息,同時(shí)自動焊接過程終止。操作工可以從操作室控制界面上查出報(bào)警的電位計(jì)代碼,進(jìn)行處理。
造成測量入口及出口電極上下電極伸長量的電位計(jì)故障的原因主要有:
(1)焊渣或鐵屑將電位計(jì)測量桿卡住,導(dǎo)致電位計(jì)不能正常工作;
(2)電位計(jì)測量桿與電極模座連接松動,導(dǎo)致測量不準(zhǔn)確;
(3)模座內(nèi)氧化鐵粉、焊渣長時(shí)間堆積,導(dǎo)致電極位置調(diào)整不能在設(shè)定時(shí)間內(nèi)到位,電位計(jì)報(bào)警;
(4)電位計(jì)零位漂移,測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。
針對以上可能性,在出現(xiàn)故障時(shí),首先確認(rèn)故障的電位計(jì)編碼,到現(xiàn)場檢查電位計(jì)測量桿是否有焊渣、鐵屑干涉測量桿的動作;其次檢查測量桿與模座連接件有無松動;再檢查模座內(nèi)尤其是模座托輥下有無焊渣、鐵屑堆積。最后參照維護(hù)手冊對電位計(jì)進(jìn)行標(biāo)定。
2.3 頂鍛后,焊縫刮刀不動作
焊機(jī)頂鍛完成后,二次導(dǎo)體打開,防濺擋板打開,入口、出口模座主夾緊打開,電極調(diào)整到焊縫清理位后,入口、出口模座主夾緊閉合,然后焊縫刮刀從驅(qū)動側(cè)等待位移動到操作側(cè),焊縫刮刀清理焊縫。生產(chǎn)中,曾出現(xiàn)焊機(jī)頂鍛完成后,焊縫刮刀在等待位不動作,0.5 s后焊機(jī)報(bào)警,整個(gè)焊接過程中斷。
可能造成此故障的原因主要有:(1)二次導(dǎo)體打開不到位或接近開關(guān)信號無反饋;
(2)入口、出口模座主夾緊閉合不到位或接近開關(guān)信號無反饋;
(3)防濺擋板打開不到位或接近開關(guān)無信號反饋;
(4)入口、出口模座電極不在焊縫清理位置或?qū)?yīng)的電位計(jì)信號反饋不正確。
經(jīng)過幾年生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)積累,發(fā)現(xiàn)造成焊縫刮刀不動作故障次數(shù)最多的原因是入口下模座電極不在焊縫清理位,需重新對電位計(jì)零位進(jìn)行標(biāo)定,將PM221電位計(jì)電壓恢復(fù)到3.0±0.5 V這一初始設(shè)定值。
2.4 清理焊縫時(shí),焊縫刮刀刮斷帶鋼
焊機(jī)頂鍛完成后,焊縫刮刀自動清理焊接位置表面焊渣,將高于帶鋼母材表面的焊縫刮掉,避免焊縫高點(diǎn)影響后續(xù)生產(chǎn)。焊縫刮刀的高度調(diào)整對焊縫清理質(zhì)量至關(guān)重要,刮刀與帶鋼間隙過大,焊縫清理不干凈;間隙過小,焊縫處厚度小于帶鋼母材,容易產(chǎn)生斷帶?,F(xiàn)場生產(chǎn)中曾經(jīng)出現(xiàn)焊縫刮刀清理焊縫時(shí)直接將帶鋼從焊縫處撕裂、甚至刮斷,造成焊接終止的故障。
造成此類故障的可能原因有:
(1)焊縫刮刀高度零位調(diào)整不合理;
(2)焊縫刮刀、刮刀座固定螺栓松動,造成焊縫刮刀高度變化;
(3)刮刀刃口崩刃、粘渣,降低刮刀切削能力。
要避免此類故障的出現(xiàn),必須加強(qiáng)對刮刀的管理。生產(chǎn)中,操作人員要加強(qiáng)對刮刀的點(diǎn)檢,及時(shí)更換刃口崩刃、粘渣的刮刀,緊固刮刀固定螺栓,并定期對焊縫刮刀高度零位進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定時(shí),按照以下步驟進(jìn)行:
(1)將入口移動機(jī)架停在維修位置,將焊縫刮刀移動到驅(qū)動側(cè)等待位進(jìn)行APC調(diào)整。
(2)點(diǎn)動焊縫刮刀前進(jìn)至測試帶鋼中間位置,調(diào)整刮刀至第三把刮刀刀刃剛剛接觸到帶鋼表面。
(3)焊縫刮刀退回至驅(qū)動側(cè)等待位,在調(diào)整“DEEP”至顯示數(shù)值為+0.03后,按“ZERO ADJ”標(biāo)定為零位。
(4)將數(shù)顯式百分表固定在刮刀底座,將此時(shí)第三把刮刀位置調(diào)整為百分表零位。再使用百分表,按照切削深度遞減0.5 mm,分別調(diào)整第二、第一兩把刮刀。
3.1 電極、圓盤剪剪刃的加工質(zhì)量
焊機(jī)電極、圓盤剪的加工質(zhì)量對焊機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行影響較大。電極的工作面平面度要求≤0.02 mm/m,修磨后電極安裝時(shí)補(bǔ)償墊片最大不超過2片。生產(chǎn)中,受板形等因素影響,電極磨損加快,要視焊接質(zhì)量及時(shí)更換。圓盤剪剪切產(chǎn)生的毛刺、勾頭等缺陷會引起閃光在寬度方向上不均勻,將提前使焊接過梁爆破,瞬間形成焊接開路,出現(xiàn)butting報(bào)警,影響正常焊接,因此必須保證圓盤剪剪刃的加工精度。
3.2 焊機(jī)的衛(wèi)生狀況
焊機(jī)焊接過程中產(chǎn)生大量焊渣、焊縫鐵屑,還有原料帶來的氧化鐵粉,這些污染物的堆積極大的影響了焊機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性,有可能造成楔形調(diào)整機(jī)構(gòu)運(yùn)動不到位等設(shè)備故障。因此必須形成專門制度,定時(shí)對焊機(jī)區(qū)域衛(wèi)生進(jìn)行清掃。
3.3 焊機(jī)關(guān)鍵部件運(yùn)行參數(shù)需定期標(biāo)定
焊機(jī)部件動作速度、電氣測量元件的準(zhǔn)確性對焊機(jī)焊接質(zhì)量和正常運(yùn)行至關(guān)重要,必須定期對關(guān)鍵參數(shù)測量和校準(zhǔn)。例如:焊接前兩帶鋼的初始間隙對焊機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性影響較大,要求間隙在1.0 mm~1.3 mm之內(nèi),并且在帶鋼寬度方向上間隙誤差小于0.1 mm。通過頂鍛試驗(yàn),如圖1
所示,可以測量兩帶鋼焊接前的初始間隙。在出口帶鋼上按照圖示位置夾住3個(gè)保險(xiǎn)絲,伸出頂鍛缸,移動機(jī)架移動至頂鍛缸鎖緊位置后,保險(xiǎn)絲被兩帶鋼擠壓變形,使用游標(biāo)卡尺測量保險(xiǎn)絲變形后厚度即為帶鋼焊接前的初始間隙。然后根據(jù)測量的數(shù)據(jù),通過調(diào)整頂鍛缸頭部的螺母可以調(diào)節(jié)初始間隙使其滿足焊機(jī)要求。
圖1 焊機(jī)頂鍛試驗(yàn)示意圖Figure 1 Schematic drawing of welder dumptest
經(jīng)過幾年生產(chǎn)實(shí)踐證明,只有定期對焊機(jī)進(jìn)行標(biāo)定,保證焊機(jī)的重要機(jī)構(gòu)參數(shù)和關(guān)鍵工藝參數(shù)始終保持高精度狀態(tài),才能確保NMW-C1375FS全自動閃光對焊機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定,焊接質(zhì)量可靠,從而保證連續(xù)酸洗生產(chǎn)線正常運(yùn)行。
[1] 王治平,等.閃光焊工藝與設(shè)備的發(fā)展.焊接學(xué)報(bào),2000,Vol.21(3).
[2] 董硯,等.冷軋薄板中閃光焊機(jī)液壓控制系統(tǒng).液壓與氣動,2009,(2).
[3] 王睿,等.冷軋薄鋼板專用閃光焊機(jī)控制方法.焊接學(xué)報(bào),2008,(1).
Common Fault Diagnosis and Treatment for Full Automatic Flash Welder
HeLijun
The faults occurred in production have been analyzed and the solved measures have been brought forward for NMW-C1375FS full automatic flash welder in cold rolling factory. And the precautions for operating maintenance of this welder also have been introduced in this paper.
cold rolling; continuous pickling line; flash welder; fault treatment
TG43
B
2010—09—25
編輯 傅冬梅