冷轧薄板生产线中闪光焊机plc控制系统的研究与改进

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1、河北工业大学硕士论文过梁爆破的速度将加快，因此动夹具的送进速度也必须逐渐加快。在此期间，必须使动夹具的送进速度必须等于闪光烧化速度，焊件的送进速度要严格符合闪光模式曲线。为了使焊接接头不被氧化，要求闪光过程应稳定并且激烈，这样必须要控制好闪光过程的电压和电流的大小。在闪光过程中，闪光必须稳定而且剧烈，稳定是指闪光过程中不发生断路和短路的情况，强烈是指单位时间内有足够的过梁爆破，这样才能得到高质量的焊头1-2-3顶锻阶段顶锻过程是在闪光结束后，对焊接处迅速地实施足够大的顶锻力，使液态金属及可能产生的氧化物迅速地从焊接间隙中挤压出来，以保证焊接处产生足够的塑性变

2、形，从而获得高质量的焊头。顶锻开始时，动夹具突然加速，过梁断面增大而不再爆破，电流骤然停止，对口及邻近区域开始承受顶锻缸的挤压力。为了能减少焊口氧化的可能性，顶锻时间尽可能短，因此要求顶锻阶段瞬间有一个较大的顶锻速度，顶锻速度一般比闪光速度高出几十倍。顶锻时，移动夹钳的移动速度迅速提高，使焊口间隙迅速减小、过梁断面增大（不再爆破）、闪光截止，焊件端面很快进入有电流顶锻。顶锻过程是控制焊接质量最重要的因素之一。顶锻的作用：（1）封闭焊接工件间隙，挤平因过梁爆破而留下的空隙。（2）排除端面上的液体金属层，使焊缝间没有残留铸造组织。（3）排除过热金属及氧化物，造成

3、洁净金属的紧密贴合。（4）使对口和邻近区域获得足够的塑性变形。1-2-4焊后处理闪光焊接完成后，焊缝处由于顶锻而形成的焊瘤，安装在两套夹钳中间的毛刺清理装置就会自动刮除焊缝区的所有毛刺，使带钢表面恢复原形。如有需要，焊机在焊缝处进行冲孔或者切月牙，方便下次工序。§1-3闪光焊机的发展与国内外现状闪光对焊是一种常见的焊接接头形式，分为电阻对焊和闪光对焊两种。在苏联时期由中央重型机械设计局首先设计和制造了一台移动式试验闪光焊机，这台焊机的结构特点是：钢坯用连续烧化和顶锻的接触的方法进行焊接，在焊接时用液压传动夹紧钢坯和使其移近，由马达通过机械传动来使焊机沿着轧制

4、中心线移动，整个设备的工作都是自动化的。后来美国、德国、日本以及其他一些国家对闪光对焊的基本理论及闪光焊机的研制进行了大量的研究，使闪光焊技术得到了迅速的发展。原西德生产的大型闪光焊机，功率达4×103kW，顶锻力达700t，可焊截面积为1×105mm2；日本生产的3×103kW薄板闪光对焊机，可焊接宽度为1800mm，厚度为6.5mm的钢板[9]。90年代，随着计算机控制技术、现代检测技术和现代控制理论的发展，在闪光焊接技术中计算机技术得到了较为广泛的应用，各种用于电阻焊的计算机控制器被研制出来，主要用于焊接过程中的参数检测及焊接的过程控制。与此同时，闪光

5、焊技术也有了新的发展，计算机技术也开始应用到闪光焊过程控制与参数监测之中。可编程序控制器(PLC)在闪光焊机中得到了应用。在这中间最新发展的是具有自适应控制系统和模糊PID控制系统的闪光焊机，如日本的次级电压反馈式闪光焊机。自适应控制系统在焊接过程中检测各种焊接参数，如电压、电流、压力、能量以及动夹具送进速度等，然后根据检测值与给定值的比较结果，由计算机控制系统去修改焊接过程，这样就大大地提高了闪光焊的质量。焊机的电3冷轧薄板生产线中闪光焊机PLC控制系统的研究与改进源系统不断得到数字化和改进。与此同时，一些闪光焊焊接参数检测与记录装置也被研制出来，为闪光焊

6、焊接质量的监测与分析提供了必要的数据[9][10]。以上主要是国外闪光焊接技术的发展情况，我国对闪光对焊的研究与应用相对国外而言，起步比较晚，差距还比较大。成都电焊机厂陆续研制了UN系列闪光焊机，如用于<16～25mm钢筋对焊的UN-150闪光焊机，用于焊接截面积为450mm2的摩托车轮圈的UNQ-125型闪光焊机等。上海电焊机厂生产了容量为250kW的带钢闪光对焊机，该机采用液压传动，焊接截面积达到了1×350mm2。在闪光焊技术理论研究方面，国内一些研究单位也做了一些工作，取得了一定的成绩。如铁道部铁道科学研究院通过对自适应连续闪光焊焊接过程的原理研究，

7、提出了建立闪光焊最佳参数的方法；武汉锅炉厂的科技工作者根据1976年国际焊接年会提出的“能量控制法”，对锅炉钢管的闪光焊进行了研究。近年来，我国对闪光焊接技术进行研究的主要有清华大学、西南交通大学、华南理工大学、西安交通大学、天津大学、和成都电焊机厂等，研究内容主要集中在闪光焊机控制系统的构成、焊接过程监控与焊接接头质量预测、现场总线技术的应用、液压伺服控制技术等方面。其产品主要用于带钢焊接和钢轨焊接等大截面工件。1998年，清华大学机械系研制成功了500kW次级整流式大型拖车轴头闪光焊机，该焊机用工控机作为控制核心，同时备有手动控制系统，采用位移传感器和液

8、压系统，采用预热闪光焊工艺成功焊接了截面为6488m