提高自动搭接焊机剪切及焊接厚板能力改进措施

2019-04-26刁曲峰

中国金属通报 2019年12期

方剑，刁曲峰

（柳州钢铁集团有限公司冷轧板带厂，广西柳州 545002）

FZY-200C-1300型自动搭接焊机是用于冷轧板带重卷拉矫机组、连退机组入口带钢头尾焊接的专用焊接设备，它是带钢卷板表面处理线上的一个重要、理想的薄板板料的焊机设备，本焊机采用先进的电器控制系统和两刃剪的液压传动系统（见图1），焊接速度、电流大小、返程速度可实现无级调节。其工作原理是：前一卷带钢尾部和后一卷带钢头部被双刃液压剪剪齐后，焊机入口夹钳夹住后一卷带钢头部向前推进，与前一卷带钢尾部形成重叠状态，上下电极轮夹紧前后带钢重叠部位，作横向滚压直线运动，电极轮之间的电流导通带钢重叠部位，使两带钢重叠部位结合面产生热量，熔化、粘接在一起，达到连接前后带钢的目的，给机组线连续进行生产。冷轧板带厂重卷机组搭接焊机剪切（焊接）板带正常厚度为0.5mm～2.0mm，由于焊机设计能力限制，生产中在剪切（焊接）2.0mm～3.0mm的厚板时，效果很不好，需要重复多次剪切（焊接），直接影响重卷机组生产厚板的工作效率，并且对焊机的各种零部件容易造成损伤，发生设备故障。为了提高重卷搭接焊机剪切（焊接）厚板的能力，维持焊机正常使用寿命，我们对焊机的液压动力系统方面展开分析研究。

图1 焊机原液系统示意图

1 现状

重卷焊机双刃液压剪剪在切厚规格带钢头尾后，夹钳口处被剪切的带钢受力部位形成翘皮，（见图2）。

搭接后，带钢焊缝接合面间隙大，导致搭接面接触面积小，焊缝熔合面积自然变小，焊接效果不好，造成焊缝强度低，带钢在受张力和弯曲应力的作用下容易产生断裂，发生故障，影响重卷机组线正常生产（见图3）。

图2 焊机剪切示意图

图3 焊机焊接示意图

2 原因分析

影响重卷焊机剪切（焊接）厚板效果不好的原因诸多，其中最主要是焊机双刃剪上剪刃装置剪切速度慢，这是造成焊机剪切（焊接）厚板效果不好的直接因素。由于焊机双刃剪是由液压缸驱动，而液压系统存在缺陷又直接影响焊机双刃剪的剪切速度。

图4 焊机液压泵性能参数表

现在来分析下焊机液压系统动力装置存在设计缺陷（见图1）：动力装置主要由原焊机液压站油箱、叶片式单向定量泵、先导式电磁溢流阀及蓄能器组成。其中，叶片式单向定量液压油泵作为动能输送元件，存在排量设计能力小（见图4），按油缸规格ø160/70×250计算，上剪刃装置的剪切速度为2.7cm/s，再除去油泵本生存在的液压油内泄，实践液压油驱动上剪刃装置的剪切速度约为2.5cm/s，离上剪刃装置剪切厚板的最佳速度8cm/s相差甚远，而且结构为叶片式定量泵发热量大，易磨损，液压油易产生大量内泄，油温升高，油泵机械效率低，不能长时间连续工作，影响焊机双刃剪剪切速度及造成焊机液压设备的损坏。故，导致重卷焊机剪切（焊接）厚板效果不好的最终原因是焊机液压系统动力装置存在缺陷。

3 改造措施

取消重卷焊机液压系统原动力装置（包含：叶片式单向定量泵、先导式电磁溢流阀、油箱等元件）。增加一套压力、方向控制回路阀台组（包含：先导式解压阀、液控单向阀、电磁换向阀等元件），焊机液压系统并入重卷机组线液压系统，动力来源由重卷机组液压站提供，这样，焊机液压系统获得充足动力源，大流量的压力油，足以驱动上剪刃装置作快速剪切运动，被剪切后的厚板断面形状好，平直度高，搭接面接触良好，焊接后焊缝牢固，厚带钢不会发生断带现象。

新增加液压阀台装置中各元件的功能及作用（见图5）：先导式减压阀是将重卷机组液压站系统工作压力油（15MP）解压后供给焊机液压系统（10MP），液控单向阀、电磁换向阀是控制切断或导通重卷机组液压站系统与焊机液压系统之间的油路。

新增加的液压阀台装置工作原理：当焊机工作时，阀台上的电磁换向阀得电，阀芯动作换向，控制压力油经过电磁换向阀后，打开液控单向阀，此时重卷机组液压站系统油路与焊机液压系统油路接通，工作压力油经过先导式减压阀、液控单向阀进入焊机液压系统油路，通过各种控制阀后，驱动焊机各油缸动作，完成焊机一系列的工作。当焊机工作完成后，新增阀台中的电磁换向阀失电，控制压力油卸荷，液控单向阀关闭，此时重卷机组液压站系统油路与焊机液压系统油路被切断，避免焊机发生误动作，发生事故。