全自动闪光焊机常见故障诊断及处理

何立军

设备

全自动闪光焊机常见故障诊断及处理

何立军
(济钢冷轧板厂，山东252300)

对国内某钢铁公司冷轧厂引进的NMW-C1375FS全自动闪光对焊机在生产运行中出现的故障进行分析并提出了解决办法。介绍了该焊机在日常运行维护中的注意事项。

冷轧；连续酸洗线；闪光焊机；故障处理

闪光对焊是一种固态焊接过程，它利用焊件内部电阻和接触电阻所产生的电阻热实现焊接，包括烧化和顶锻两个基本阶段。闪光对焊机在冶金行业宽幅带钢制造领域，作为焊接热轧钢卷的焊接手段，已被冷轧厂广泛使用。尤其是在连续酸洗线-冷轧工序中，与其它焊接方法相比，全自动闪光对焊机具有焊接强度可靠性强、作业率高等优点。

某钢铁公司冷轧厂从日本三菱电气公司引进的NMW-C1375FS全自动闪光对焊机，应用于连续酸洗线工艺。其主要作用是焊接原料卷的头尾，以保证酸洗机组的连续生产。投用几年来，该设备运行情况良好，焊接质量稳定可靠。

1 NMW-C1375FS全自动闪光焊机简介

某钢铁公司冷轧板厂连续酸洗线引进的NMW-C1375FS全自动闪光对焊机，主要由夹紧装置、圆盘剪、顶锻缸、电极模座、二次导体、焊缝清理装置、对中装置、月牙剪及冲孔装置等部分组成。主要技术参数见表1。

该焊机焊接过程可简要概述为：前一卷带钢在焊机出口侧停止，由两组对中装置对中带钢，出口电极模座调整好带头初始伸长后，出口主夹紧装置夹紧带钢；后一卷穿带至入口模座，对中并调整好带头初始伸长后，入口主夹紧装置夹紧带钢；圆盘剪装置对前后两卷同时剪切头部，保证对焊部分的平行度。活套装置建套后，入口、出口模座调整到焊机位置，顶锻缸伸向活动底座，同时焊缝清理装置移动到等待位置；活动底座在调整好电极高度后，移动到夹紧位置，由夹紧装置将顶锻缸头部夹紧；二次导体伸出闭合，飞溅物挡板关闭后，开始焊接；闪光和顶锻完成后，电极模座调整到修正位置，焊缝清理装置刮平焊缝后，主夹紧装置打开，完成焊接。

表1 焊机的主要技术参数

2 常见故障及处理方法

该焊机自安装调试后总体运行情况良好，各项技术指标正常。但由于该焊机对设备精度和维护水平要求较高，而投产前期操作维护人员对该焊机的基本功能和操作要点没有完全理解和掌握，再加上设备的欠修和热轧原料板型差等等影响因素，造成焊机某些故障频繁发生。现对几年来出现的常见故障和处理方法总结如下。

2.1 焊接过程中报Butting故障，造成焊接终止

NMW-C1375FS全自动闪光对焊机在焊接过程中，通过5组可控硅控制焊接电压和电流。焊接过程中，焊接电流过电流(50 kA)超过0.5 s后，焊接报Butting故障，焊接过程终止。经过对焊机程序和现场情况分析，确定了对Butting故障的处理方法如下：

(1)检查圆盘剪剪切质量，确认切口平整；

(2)确认电极表面无异常磨损；

(3)确认焊接过程中，排风系统正常；

(4)检查焊机顶锻间隙，保证顶锻间隙在1.2 mm～1.5 mm之间；

(5)参照维护手册检查印刷电路板FCG信号。

2.2 PM电位计故障

NMW-C1375FS焊机应用了4对8个电位计分别测量入口及出口电极上下电极伸长量、操作侧及驱动侧顶锻缸伸出量、出口侧模座高度，通过PLC系统的A/D模块将位移量转换为数字量进行控制。其中测量入口及出口电极上下电极伸长量的电位计故障频率最高。

焊接过程中入口及出口上下电极从原始位到剪切位进行剪切，然后到焊接位置进行焊接。焊接完成后，到焊缝清理位清理焊缝，最后回到原始位置， 4个电位计PM120、PM121、PM220和PM221分别测量4个电极的伸长量，确定电极的位置。

电位计故障时，自动操作台的操作系统界面将显示“ACTUATOR ACTTION TIME OVER”故障报警信息，同时自动焊接过程终止。操作工可以从操作室控制界面上查出报警的电位计代码，进行处理。

造成测量入口及出口电极上下电极伸长量的电位计故障的原因主要有：

(1)焊渣或铁屑将电位计测量杆卡住，导致电位计不能正常工作；

(2)电位计测量杆与电极模座连接松动，导致测量不准确；

(3)模座内氧化铁粉、焊渣长时间堆积，导致电极位置调整不能在设定时间内到位，电位计报警；

(4)电位计零位漂移，测量数据不准确。

针对以上可能性，在出现故障时，首先确认故障的电位计编码，到现场检查电位计测量杆是否有焊渣、铁屑干涉测量杆的动作；其次检查测量杆与模座连接件有无松动；再检查模座内尤其是模座托辊下有无焊渣、铁屑堆积。最后参照维护手册对电位计进行标定。

2.3 顶锻后，焊缝刮刀不动作

焊机顶锻完成后，二次导体打开，防溅挡板打开，入口、出口模座主夹紧打开，电极调整到焊缝清理位后，入口、出口模座主夹紧闭合，然后焊缝刮刀从驱动侧等待位移动到操作侧，焊缝刮刀清理焊缝。生产中，曾出现焊机顶锻完成后，焊缝刮刀在等待位不动作，0.5 s后焊机报警，整个焊接过程中断。

可能造成此故障的原因主要有：(1)二次导体打开不到位或接近开关信号无反馈；

(2)入口、出口模座主夹紧闭合不到位或接近开关信号无反馈；

(3)防溅挡板打开不到位或接近开关无信号反馈；

(4)入口、出口模座电极不在焊缝清理位置或对应的电位计信号反馈不正确。

经过几年生产经验积累，发现造成焊缝刮刀不动作故障次数最多的原因是入口下模座电极不在焊缝清理位，需重新对电位计零位进行标定，将PM221电位计电压恢复到3.0±0.5 V这一初始设定值。

2.4 清理焊缝时，焊缝刮刀刮断带钢

焊机顶锻完成后，焊缝刮刀自动清理焊接位置表面焊渣，将高于带钢母材表面的焊缝刮掉，避免焊缝高点影响后续生产。焊缝刮刀的高度调整对焊缝清理质量至关重要，刮刀与带钢间隙过大，焊缝清理不干净；间隙过小，焊缝处厚度小于带钢母材，容易产生断带。现场生产中曾经出现焊缝刮刀清理焊缝时直接将带钢从焊缝处撕裂、甚至刮断，造成焊接终止的故障。

造成此类故障的可能原因有：

(1)焊缝刮刀高度零位调整不合理；

(2)焊缝刮刀、刮刀座固定螺栓松动，造成焊缝刮刀高度变化；

(3)刮刀刃口崩刃、粘渣，降低刮刀切削能力。

要避免此类故障的出现，必须加强对刮刀的管理。生产中，操作人员要加强对刮刀的点检，及时更换刃口崩刃、粘渣的刮刀，紧固刮刀固定螺栓，并定期对焊缝刮刀高度零位进行标定。标定时，按照以下步骤进行：

(1)将入口移动机架停在维修位置，将焊缝刮刀移动到驱动侧等待位进行APC调整。

(2)点动焊缝刮刀前进至测试带钢中间位置，调整刮刀至第三把刮刀刀刃刚刚接触到带钢表面。

(3)焊缝刮刀退回至驱动侧等待位，在调整“DEEP”至显示数值为+0.03后，按“ZERO ADJ”标定为零位。

(4)将数显式百分表固定在刮刀底座，将此时第三把刮刀位置调整为百分表零位。再使用百分表，按照切削深度递减0.5 mm，分别调整第二、第一两把刮刀。

3 焊机运行和维护时的注意事项

3.1 电极、圆盘剪剪刃的加工质量

焊机电极、圆盘剪的加工质量对焊机的稳定运行影响较大。电极的工作面平面度要求≤0.02 mm/m，修磨后电极安装时补偿垫片最大不超过2片。生产中，受板形等因素影响，电极磨损加快，要视焊接质量及时更换。圆盘剪剪切产生的毛刺、勾头等缺陷会引起闪光在宽度方向上不均匀，将提前使焊接过梁爆破，瞬间形成焊接开路，出现butting报警，影响正常焊接，因此必须保证圆盘剪剪刃的加工精度。

3.2 焊机的卫生状况

焊机焊接过程中产生大量焊渣、焊缝铁屑，还有原料带来的氧化铁粉，这些污染物的堆积极大的影响了焊机运行的稳定性，有可能造成楔形调整机构运动不到位等设备故障。因此必须形成专门制度，定时对焊机区域卫生进行清扫。

3.3 焊机关键部件运行参数需定期标定

焊机部件动作速度、电气测量元件的准确性对焊机焊接质量和正常运行至关重要，必须定期对关键参数测量和校准。例如：焊接前两带钢的初始间隙对焊机运行稳定性影响较大，要求间隙在1.0 mm～1.3 mm之内，并且在带钢宽度方向上间隙误差小于0.1 mm。通过顶锻试验，如图1

所示，可以测量两带钢焊接前的初始间隙。在出口带钢上按照图示位置夹住3个保险丝，伸出顶锻缸，移动机架移动至顶锻缸锁紧位置后，保险丝被两带钢挤压变形，使用游标卡尺测量保险丝变形后厚度即为带钢焊接前的初始间隙。然后根据测量的数据，通过调整顶锻缸头部的螺母可以调节初始间隙使其满足焊机要求。

图1 焊机顶锻试验示意图Figure 1 Schematic drawing of welder dumptest

4 结语

经过几年生产实践证明，只有定期对焊机进行标定，保证焊机的重要机构参数和关键工艺参数始终保持高精度状态，才能确保NMW-C1375FS全自动闪光对焊机运行稳定，焊接质量可靠，从而保证连续酸洗生产线正常运行。

[1] 王治平，等.闪光焊工艺与设备的发展.焊接学报，2000，Vol.21(3).

[2] 董砚，等.冷轧薄板中闪光焊机液压控制系统.液压与气动，2009，(2).

[3] 王睿，等.冷轧薄钢板专用闪光焊机控制方法.焊接学报，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

编辑 傅冬梅