搭接焊机及其控制

---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------
1 / 6
搭接焊机及其控制

搭接焊机及其控制 唐钢 2#镀锌窄搭接焊机焊接工艺简介
摘要 介绍了唐钢冷轧厂热镀锌机组克莱希姆窄搭接电阻焊机的焊接
原理、工艺参数，着重工艺控制。
关键词 搭接焊机 在唐钢冷轧薄板厂连续热镀锌(CGL)
作业线中，选用克莱希姆半自动窄搭接电阻焊机。
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，当焊接断面长度为一定时，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。
电源电气系统 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 设备特点及功能说明 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；31＃对
中单元；4入口支承辊；52＃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 倾斜台 搭接台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
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------
3 / 6
靠液压缸缸推动，焊接台移动距离由位置控制器进行计算和自动调
整。
2.2.5 焊接移动车架 焊接移动车架包括如下装置。
(1)高精度切断剪：
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)碾压轮：
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
厚度：
0.8mm～5.0mm；带钢宽度：
820mm～1650mm (2)焊接速度 3 to 15 m/min (3)变压器
功率 392KVA (4)搭接量 0 to 6 mm 3．厚料焊接问题及解
决方案 窄搭接焊机主要应用于薄带钢的连续生产中，作用是将
钢卷的头尾连接起来，与活套动作相配合维持工艺段的连续性和稳定
性。
在唐钢冷轧薄板厂其应用于镀锌生产线、重卷生产线。
在类似工厂其同样也在退火生产线和彩涂生产线得到广泛的应
用。
窄搭接焊机结构相对于闪光对焊机和激光焊机相比有结构
简单、价格便宜的特点，但对于其工作原理的根本原因，在焊接大于
3.0mm 的原料时存在一定难度。
唐钢冷轧薄板厂 2＃镀锌生产线焊机在初期调试时，就遇到
此类问题。
在焊接原料时焊接质量不能保证，焊缝在焊接过程中出现硌痕，
过度烧化，焊轮粘接，破坏的现象。
现以唐钢 2＃镀锌线焊机为例介绍窄搭接焊接原料的工艺
调整； （1）前压轮的使用。
在焊接 3.0mm 以上钢板时，前压轮的投入除对钢带产生预压的作
用之外，还在减少焊接飞溅保证焊接质量上有很大的作用。
由于焊接前后钢带的厚度变化较大（30％～40％），这样在焊轮工
作临界点 A 处将形成一个轻微的翘曲，由于这个轻微翘曲的产生将
导致电阻的大副增加，而使焊接融化区温度急剧升高，导致融化区飞
溅。
当前压轮投入后，在焊轮前对钢带预辗压，使钢板间电阻变小，
同时焊接时的压下也可减轻轻微翘曲，从而达到减少焊接飞溅，保证
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------
5 / 6
焊接质量。
（2）焊接速度调整。
在薄料焊接时焊接速度会随钢带的厚度有较大幅度的下降，其主
要影响因素为，焊接区融化速度确定。
随着原料厚度的增加焊接区融化量变化变大，所以焊接速度下降
较快。
但在焊接厚料时，由于融化量较大，焊接区的发热量也较大，焊
轮的粘接就成为一个重要的考虑因素。
因为当在焊接过程中如果焊轮上粘接焊渣，就会在后续的焊接中
在焊缝处形成硌痕。
为在保证焊接质量的前提下降低粘接的目的，在焊接速度的调整
上，尽可能的加快焊接速度，降低焊接时焊轮的温度，使焊接的融化
区尽量小影响钢带表面前完成焊接。
（3）焊轮压力的调节。
窄搭接的焊接原理就是利用接触电阻，在焊接厚料时由于电流很
大，很小的电阻变化都会经过 I2R 放大。
在焊接过程中有三点大定阻，分别为两个焊轮与钢带表面和钢带
与钢带的接触点，为在厚料焊接过程中为减少粘接，必须尽量降低焊
轮与钢带处的接触电阻，所以要在焊接时使用大压力，尽量减小焊轮
与钢带的发热钢带表面成为融化区，形成粘接。
（4）搭接量的调节。
在厚料的焊缝经过生产线的辊面时为减小表面张应力的影响，适
当的增加其搭接量将释放很大一部分的拉应力，分力如图所示：
参数举例如表 1 所示。
表 1 焊接工艺参数举例 4 应用效果 上述的调整
经验在唐钢 2＃镀锌线和实际操作中，已经得到了很好的验证，在
3.0mm、3.5mm、3.75mm 以及 4.0mm 的运行达到了生产的要求，现提
供以下的一组参数：
5 小结：

窄搭接焊机在厚料方面存在原理上的制约，解决粘接和焊接
质量是在生产中的一对矛盾。
在适当的调整后仍可达到预期目的。