GAAS80/580焊机工艺与安全操作技术探讨

锡庆海　曲景冬

【摘 要】针对GAAS80/580焊机工艺与安全操作的技术问题，对GAAS80/580焊机结构和功能进行了介绍，主要介绍了焊机结构和焊机的功能，探讨了GAAS80/580焊机的技术分析，包括焊机操作方式的种类和原理，提出设想改造后的安全操作方式，并提出对GAAS80/580焊机的改造原理，焊机安全操作装置技术的实现的具体措施，可以保证操作人员的安全操作。

【关键词】GAAS80/580焊机；工艺与质量；安全操作

0.引言

改革开放以来，随着我国经济的发展，高速铁路已经进入人民的生活，高速铁路设计时速350公里，高速铁路将全线铺设无缝线路和无砟轨道。因此现场闪光焊实践，需要保证焊接过程中存在正火不当及探伤合格率低等关键质量技术问题。目前，GAAS80/580焊机是铁路长钢轨焊接的主力设备。这种设备是瑞士生产的最先进的第四代焊机，该焊机釆用液压及计算机控制技术，由SWEP06集成计算机控制系统根据钢轨焊接工艺控制钢轨焊接过程，并设有故障诊断系统。由PLC可编程控制器控制各种择接辅助操作，自动化程度高，设备技术状态稳定，故障率低，生产效率高。但由于焊机使用说明书不是用中文表述，使操作者难以读懂理解的要求，对设备参数的调正有时候难以掌握，达不到利用正确的操作方法，来保证正常的使用。

1.GAAS80/580焊机结构和功能

焊机的结构与功能，是相互制约的。结构决定功能，功能在一定条件是决定于结构的。GAAS80/580焊机是先进的焊接设备，它的功能决定于结构。

1.1 GAAS80/580焊机结构

GAAS80/580焊机的结构主要有定架和动架组成，利用的动力是三相交流0.4kV电源，经二个整流器组整流成直流6.3V后作为焊接电源。此时，焊接电流已形成回路，当焊接电流通过两根待焊钢轨接触面时，电流就通过接触面产生热量，就可以使加热钢轨焊接成功。

1.2 GAAS80/580焊机的功能

GAAS80/580焊机在工作过程中，必须严格要求禁止将手伸入设备动作区域的。但是在日常作业中，操作者发现在钳口（电极）或钢轨表面出现有杂物时，会不自觉将手伸入钳口及钢轨间或其他类似危险处去处理相应问题；曾经有操作者在焊接过程中发现钳口表面有杂物而违章将手伸入钳口及钢轨间导致机器钳口压伤操作者手的事故发生。对GAAS80/580焊机的操作系统，进行安全操作装置的技术改造，是有积极意义的，可以进一步完善设备操作安全性，防止事故的发生。

2.GAAS80/580焊机的技术分析

2.1焊机操作方式的种类和原理

2.1.1焊机操作方式的种类

GAAS80/580焊机的操作分为自动和手动两种方式，手动方式下又分为调整状态和测试状态，在手动操作过程，如果不按照焊机的要求执行，就可能使操作者受到伤害；自动方式为机器处于焊接工作状态。当焊机前期准备结束时，计算机的操作系统通过自检，计算机的显示器出现"ready to clamp"（准备夹持）时，就可以按一下动架或定架上电极下按钮，机器自动完成定架侧或动架侧的夹紧对中动作。两侧夹紧对中动作完成后，如果对中不好，可进行人工对中校正，对中完成后，就开始第一次按“焊接开始”按钮，机器自动找零，完成后，第二次开始按“焊接开始”，焊接过程的开始按钮。当钢轨的焊接工作结束时，GAAS80/580焊机就会自动打开动架侧钳口和对中臂→推瘤→打开定架侧钳口对好中臂→松开轨腰锁紧，回到初始位完成一次焊接钢轨接口的任务。

2.1.2焊机操作原理

GAAS80/580焊机的钳口部分液压原理，是由动架和定架上钳口油缸是二位四通电磁阀，表示油缸活塞位里（上钳口）只能在上或下两个位里；而下钳口可根据需要停在上下极限间的任何位置（限油缸活塞有效行程范围内）。根据分析可知，操作人员在按了定（动）架“上钳口下”按钮后，操作者双手可以离开按钮站，去观察机器动作情况。如一旦发现异常，操作者就会不由自主的将手伸入钳口及钢轨间，这样由于机器仍在正常工作之中，就一定会导致事故的发生，给操作者带来伤害。

2.2设想改造后的安全操作方式

焊机工作时，在手动状态下不改变原来的操作方式；在自动状态下，如果要求操作者双手必需同时按住两个不同的按钮，直到整个动作过程完成，操作者可通过指示灯是否点亮，当判断整个过程已经结束，才能松开双手；就可以保证操作者的安全。如果通过改造后达到上述安全操作方式；在机器动作的整个过程中，操作人员的双手就无法离开按钮站，即使发现机器动作过程中钳口及钢轨表面有杂物，想去处理；双手必需离开按钮。只要有一手离开按钮站，机器上下钳口和对中臂会自动松开，人身安全就可以得到技术上的保障。

3.GAAS80/580焊机的改造原理

GAAS80/580焊机为预热闪光焊，其工作原理是将焊件装配成对接接头，接通电源后使其端面逐渐达到局部接触，利用电阻加热这些接触点（产生闪光），使端面金属熔化直至端部在一定深度范围内达到预定温度分布时，迅速施加顶煅力完成焊接的方法。这种方法是利用计算机的硬件系统及其信号逻辑原理控制的。GAAS80/580焊机，将原来由TE PLC输出给钳口油缸电磁阀的信号和对应钳口位置信号断开，由于TE PLC输出信号电平和三菱PLC输入电平不一致，故对输出信号进行处理后作为三菱PLC的输入；原来由按钮站输入给TE PLC的信号（部分）处理后，现在必需给TE PLC输入又给三菱PLC输入；其他无关信号还是由TE PLC直接输入输出。液压油缸的反馈信号还是直接给TE PLC的输入。

4.焊机安全操作装置技术的实现

GAAS80/580焊机，因为手动状态焊机处于调整或测试状态，所以，手动状态下要保持机器原有的操作方式。当焊机处于自动状态时，焊机实现新的安全操作方式。

4.1焊机安全操作的措施

对焊机安全操作的设计工作包括PLC硬件配置、电气原理设计和应用软件的设计；根据焊机的控制要求对系统进行调试。由于采用PLC控制，控制功能可以由软件实现，在调试中，发现在切换到TE PLC控制过程中上钳口油缸有抖动现象，这是由于上钳口油缸是由二位四通电磁阀控制，在切换中电磁阀有瞬间断电现象。为了解决这一问题后，可以在程序内加预备执行TE PLC程序。然后，再把控制权完全交给TE PLC。就可以使调试工作做到机械动作完全正确，达到标准要求。

4.2焊机质量安全的标定和试焊

在对GAAS80/580焊机的操作装置软件、硬件安装调试完成后，就达到了设备的逻辑动作部分要求，（包括电气连锁和软件连锁）；然后对机器的性能进行标定，最后，采用标定后的工艺进行试焊，再对焊接接头进行落锤试验，就符合质量准的要求。

5.结语

通过对焊机安全操作技术改造，完善了设备操作的安全性，对防止事故发生可以起到预防作用。在改造后，就可以允许操作人员将手伸入钳口清理杂物，就不会出现事故，显然，对焊机设备的改造对生产安全起到了非常重要的作用，对安全生产具有重大的实际意义。 [科]

【参考文献】

[1]朱林荣GAAS80/580焊机安全操作装置的技术改造[J].上海铁道科技，2008，3.

[2]刘伟，卢剑锋，董平禹，等.GAAS80/580焊机工艺参数对焊接过程的影响及选择方法[J].铁道工务，2011.