不锈钢点焊设备的使用与焊接控制器选择

罗青

摘 要：不锈钢点焊设备因其环保性和节能性等特点，逐渐在更广的范围内推广使用，但是在对设备焊接控制器的选型上要明确规格，避免选型偏小带来故障隐患。

关键词：不锈钢；点焊设备；焊接控制器

不锈钢电阻焊具有的采用内部热源、热量集中、热影响区小、产品变形小能获得较好的表面加工质量、易操作、不使用外加焊接耗材等特点，使其成为焊接质量稳定、生产效率高、易于实现自动化大规模生产形式。目前最常用的焊接方法之一，广泛应用于城轨车辆等多种制造领域。某企业在2010年建设了不锈钢车体电阻焊生产线，引进来自日本、韩国、德国、意大利及国产的点焊设备，除日本的焊接控制器为该国制造外，其他设备都采用了力士乐Rexroth 6000系列的焊接控制器，根据焊接的不锈钢板厚度选用不同的控制器型号。随着生产的深入进行和夏季高温环境的故障高发期，设备焊接控制器的故障逐渐显露出来，集中表现在韩国的点焊设备，焊接控制器电路板经常被烧坏，给批量生产的顺利进行造成了干扰。

通过分析比较，厂房内点焊设备焊接控制器的型号主要为PSI6100W1、PSI6200W1和PSI6300W1三种，其最大热连续电流分别为110A、220A和110A，由变压器决定的最大输出电流分别为20KA、54KA和36KA。底架边梁点焊设备使用PSI6300W1型号的焊接控制器，而其板厚又是在所有工序中是最大的，电焊时其焊钳的压力和电流都比其他设备要大很多，每次焊接输出三次电流，从8KA到15KA不等。而采用PSI6200W1焊接控制器的侧墙总成设备需要焊接的板厚要低于底架边梁，焊钳的压力和电流也低一些。从这两年的使用情况来看，底架边梁设备的焊接控制器已经出现过多次电路板烧坏现象，这就证明此设备的焊接控制器在功率设计上不合理，设计能力偏小，系统稳定性得不到保障。虽然在使用的过程中设定的单次电流低于最大的额定电流，但是在连续使用中存在各种细微问题都会导致电流的变化，如工件变形不平整情况，焊钳预紧力不足以保证两块不锈钢板的密切接触，通电后产生爆点且电流会偏大，冲击焊接控制器的电路板，造成电路板的烧损。

点焊是由双面点焊与单面点焊两种形式组成，双面点焊在工作过程中，需要电极通过工件两侧进行焊接工作，在不锈钢点焊工作过程中，双面点焊是常用的一种点焊方式，其主要优点是点焊过程中侧面电极均匀，电极在焊接面积下进行导电工作，降低压痕程度。点焊的主要优点是高速节能的连接方式，使用在不锈钢焊接薄板构建中，使不锈钢构建通过点焊产生的电极热量将构件连接在一起。点焊在工作过程中需要不锈钢材质具有良好的可塑性。

点焊在对不锈钢焊接前期，需要相关工作人员对不锈钢表面清理干净，如焊件表面存有灰尘及杂质，直接影响点焊的使用效果，同时对不锈钢构件在日常使用中存在隐性危害。对不锈钢清理干净后，应将不锈钢焊接板料进行搭建，确保在点焊施工的顺利完成，此项工艺在施工过程中严禁出现焊件串动现象，众所周知点焊工艺是通过上下两个电极对工件施加压力再通电进行焊接，如焊件出现串动现象，将直接影响焊接质量，对点焊工作带来严重影响。点焊工作结束后，焊件表面将形成一个焊点，经过一段时间冷却后，焊件之间通过点焊工艺而紧密结合在一起。

点焊使用过程中，对不锈钢焊件要求较高，其中主要体现在不锈钢焊点之间不能存在较大的间距，如间距较大，点焊工作将无法进行。点焊在工作过程中，由于焊点之间存在一定的间距现象，因此只能对间距较小的薄板进行点焊作业，如果把柱状电极换成圆盘状电极，电极紧压焊件并且转动。焊件在圆盘状电极之间连续并进，再配合脉冲式通电，因此在焊件表面将形成连续并重叠的焊点，被成为缝焊，缝焊工艺主要使用对密度要求较高的点焊工艺中。

点焊在使用过程中应针对不锈钢不同的切削加工性、颜色、强度等选择不同的电焊机焊接方式，焊条电弧焊热法对于要求质量高、切削加工好的不锈钢材质最为合适，焊条电弧焊冷焊法则适用于加工不便于预热的大型铸件中。焊件体积、形状、厚度等条件也直接影响着点焊的使用方式。

点焊机在工作前必须清除上、下两电极的油渍及尘污，通电检查电气设备、操作机构、冷却系统、气路系统及机体外壳有无漏电现象。点焊机在启动前期，先接通控制线路转换开关和焊接电流开关，安插好极数调节开关的闸门位置，接通水源、气源、控制箱上各调节按钮，并且电极头要保持光洁。焊机工作过程中，气路、水冷却系统通畅，气体不应含有水分，排水温度不能超过40℃，流量按照相关规定进行调节。点焊机轴承链接与气罐活塞应定期进行润滑，确保设备在使用过程中发挥应有作用。焊接停止工作后应及时切断电源、气源、最后关闭水源。

点焊机工作时两个电极加压工件使不锈钢工件金属在两电极的压力下形成一定的接触电阻，而焊接电流从一电极流经另一电极时在两接触电阻点形成瞬间的热熔接，且焊接电流瞬间从另一电极沿两工件流至此电极形成回路，不伤及被焊工件的内部结构。点焊机同电使两工件接触表面受热局部融化，形成焊核，断点后保持压力，使熔核在压力下冷却凝固形成焊点，去处压力，取出工件。

电焊机利用正负两级在瞬间断路时产生的高温电弧来熔化点焊条上的焊料和被焊材料，来达到使它们结合的目的。目前广泛使用的电焊机主要是单向交流工频焊机，是一种大容量的用电设备，普通电焊机是适合用于各种场合、各类焊接对象的通用点焊设备，也是不锈钢材质生产过程中自动化生产线的主要设备，普通点焊机根据机器结构和应用场合的不同又分为移动式电焊机和固定式电焊机，移动式点焊机根据其结构不同，又可分为悬挂式电焊机和手提式电焊机。多点焊机需要根据工件设计、制造的专用焊接设备，其优点是生产效率高，适合大批量不锈钢材质生产，对焊装结构形状复杂、焊点密集、接头搭边小、操作困难、焊接质量难以保证等因素的工件，其缺点是设备投资多、专用性强，将逐步由焊接机器人和相应工装夹具组合取代。多点焊机除用于焊接各种不锈钢构件之外，还应用于家用电器、钢制家具、交通设施等各种薄金属构建制造行业。

随着社会的经济发展，焊接工作的生产节拍逐步提升，点焊自动化生产规模不断扩大，使用点焊机的数量也在不断增多，在焊接控制器的选择上放大安全系数，减少故障率，提高生产效率。为适应集中管理、信息化管理需要，将现代企业信息管理方式与当代计算机技术、计算机网络以及通信技术结合，建立基于现场总线的电焊机集中控制系统已成为重要工作。

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