河北钢铁集团邯钢冷轧厂 河北 邯郸 056003
摘要：本文主要针对窄搭接焊机的搭接量控制展开分析，思考了窄搭接焊机的搭接量控制的控制原理和故障问题，对于故障进行了思考，探讨了故障方面的原因和具体的解决思路，可供参考。
关键词：窄搭接焊机，搭接量控制，原理，故障
前言
在窄搭接焊机的搭接量控制方面，一定要采取更加科学合理的控制方法，同时，也要明确窄搭接焊机的搭接量控制的具体的措施，同时，要注意故障方面的问题，提高故障的识别率和处理效果。
1、带钢连续热镀锌的发展
目前国外带钢连续热镀生产线有600余条，生产能力超过1.2亿吨，近年来其开工率只有60%。国内宽带钢连续热镀生产线已经发到450条，年生产能力可达到7500多万吨，已经完全由卖方市场转化为买方市场。总体来看其生产技术状况可分为三个层次：初级层次为建材板机组；中级层次为家电板机组；高级层次为轿车板机组。
早期运行的作业线多为厚度跨度大、宽度跨度大、一机多品种的机组，这种类型的机组不利于提高质量降低成本，不是经济型机组，没有市场竞争力。目前一家公司总是建设多条机组进行宽度分工、厚度分工、品种分工，对热镀产品的广泛应用起到促进作用。
随着市场竞争的加剧，生产成本已成为技术发展关注的焦点。而热镀成本中能耗占20%，锌耗占70%，所以当前在退火炉热能综合利用降低能耗、强化脱脂除铁降低锌耗上都有新的发展。随着经济发展和人们生活水平的提高，对环境保护提出更高的要求，热镀锌线中碱雾回收、退火炉废气回收、无铅镀锌、无铬钝化、低噪音气刀等技术已经得到推广应用。铝锌硅合金（GL）镀层抗蚀性强，生产成本低，加工性能好，可取代大部分热镀锌板使用领域，所以随着地球上锌资源的枯竭有取代热镀锌板的发展趋势。
目前，带钢连续热镀锌作业线大多采用窄搭接电阻焊机进行带钢焊接，其特点是在焊接的同时压平接头，使接头不出现搭接的加厚焊缝。焊缝部分的高度一般仅为带材厚度的1.1~1.2倍，因此搭接量必须很小，仅为板厚的2~3倍。搭接量越小，才容易压平接缝。但搭接量很小时，带材端头在压平过程中易发生滑动而被挤出造成传动侧焊缝开裂，以致产生焊不上的现象。因此搭接量是焊缝的重要工艺控制参数之一，必须合理选择，并充分保证，才能使焊缝牢固可靠。
窄搭接电阻焊机是将带尾、带头以一定的搭接量搭接在一起，上下电极轮夹紧搭接处，转动电极轮从操作侧移至传动侧，即完成焊接过程。若刚开始焊接时操作侧焊缝搭接量良好，但焊接到传动侧时，却出现了滑动，使搭接量变小，甚至焊缝开裂或焊不上，则将严重影响镀锌线的正常运行。这是因为在焊接过程中，焊点附近的带钢组织温度升高，产生很大的热膨胀，因操作侧带钢已焊好，不会产生开裂，所以膨胀的结果是使未焊的传动侧部分相互分开，搭接量减小，而产生开裂现象。
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2、搭接量控制原理
窄搭接焊机搭接量位置控制流程为：由焊机PLC根据带钢工艺参数精确计算得出位置值，直接控制位置控制卡，再通过位置控制卡控制入口夹钳式搭接台的高频响比例方向阀，高频响比例方向阀和磁致伸缩式位移传感器闭环控制完成带钢搭接量的精准定位，保证合适的搭接量。
伸出长度、搭接量、补偿量等焊接参数与入口夹钳式搭接台所处位置直接相关，搭接动作和搭接量的调整是以出口侧带钢尾部为基准、调整入口侧带钢头部的位置来实现的。“搭接台初始位置”指带钢在剪切时所处位置，包含夹钳夹住后带钢伸出长度和搭接量。当位置控制器收到指令及数据后，电液比例位置控制系统经计算机运算处理后，伺服液压缸动作的电气信号由高频响比例方向阀的比例放大器放大后，电磁铁线圈中就有电流通过，从而产生电磁力推动比例阀芯移动。
输入电流信号通过放大器驱动比例电磁铁，比例电磁铁推动比例阀阀芯移动，带测量放大器的耐高压阀芯位移传感器检测到阀芯两个方向的位移，并把与阀芯位移成比例的电压信号反馈至比例放大器，通过PID调节器控制伺服液压缸，实现阀芯位置反馈闭环控制。磁致伸缩式位移传感器检测出液压缸活塞杆的位置并转换为电压信号，将该电压信号与给定电信号相比较得出偏差量，偏差量经控制器计算得出控制量，再通过比例放大器转换成相应的电流信号，由其控制比例方向阀阀芯的运动，从而实现对液压缸活塞杆位置的双闭环调节。
由实际输出的速度和位置所对应的液压信号转换成电气信号，与计算机所给的指令系统信号进行比较，将所得电气信号转换成液压信号，得出伺服液压缸的输出，这个输出是个动态响应不断调整的过程。位置控制器根据位置偏差大小，进行位置自动调节，驱动伺服液压缸从而推动搭接台前后移动。
在位置控制器内进行伺服系统速度和加减速度设定，以及PID控制参数的调整，其中“P”参数必须适合比例控制单元，尽量提高动态响应，但要控制液压缸速度超调量、震动，“ID”与“P”参数配合调整，保证搭接台前后移动平稳，直到实际位移值与理论计算值基本相等（允许误差不大于0.05mm）时，运动停止，位置调节完成，搭接量0~6mm连续可调。
3、搭接量控制系统存在的故障
3.1故障现象
在窄搭接焊机自动运行时，入口夹钳式搭接台在焊接完成后传动侧伺服缸速度很低，并且有不能驱动（回缩）的现象，从而造成机组停机。
3.2处理经过
通过程序短接条件，手动点动搭接台传动侧伺服缸仍然不动作。通过拔掉传动侧比例阀插头断掉电信号后，传动侧伺服缸自动缩回到原始位置。恢复连接比例阀插头后，试焊接正常，搭接台缩回到原始位置时先动作后又不动作。先后更换比例阀、磁致伸缩式位移传感器及位置控制器，故障现象仍然存在，搭接台传动侧伺服缸时动作时不动作。最后在检查磁致伸缩式位移传感器时，发现传感器数据线插头松动，重新安装紧固后故障现象消失，后来作了防松动处理，避免了此类故障的发生。
3.3原因分析
上述故障主要是由于内置磁致伸缩式位移传感器线路故障，引起反馈信号失真造成的。伺服控制器的位置控制是闭环控制，通过位置给定和位置检测进行位置闭环控制，位置检测若有问题，控制信号即会造成伺服缸不动作。
窄搭接焊机的搭接量控制系统包括了电气控制部件、液压反馈部件、仪表测量部件以及机械执行部件。系统构成非常复杂，尤其是高频响比例方向阀本身就是包括所有上述4种部件的组合控制元件，在结构设计上没有类似于普通电磁换向阀的手动捅阀装置。另外，也不可能简单地利用万用电表来测量其性能。因此，在系统故障分析到比例阀时很难着手，以前现场碰到该种情况最常用的方法就是更换比例阀或电气插件板。这种应急方法很大程度上掩盖了真正的故障点，故障原因难以分析，更加谈不上总结提高、改进预防，给常见故障的预防带来了技术难度。
因此电液比例位置控制系统故障的分析必须掌握控制原理，从系统的角度着手，不能只考虑某一个部件或部件中的某一个元件。至于故障原因，则有可能是多个部件或元件共同作用之下产生的。从这个意义上说，盲目地更换比例阀或伺服缸等元件脱离了以预防为主的点检定修管理体制。
结束语
综上所述，在窄搭接焊机的搭接量控制的过程中，一定要采取更好的控制方法，本文总结了窄搭接焊机的搭接量控制原理和方法，并对其故障进行了分析，希望可以提高控制的效果和故障解决效果。
参考文献：
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[2]肖利.热轧带钢热镀锌生产工艺及机组设备选型[J].轻工科技,2018,34(01):37-38+52.
论文作者:王兵义
论文发表刊物:《防护工程》2018年第31期
论文发表时间:2019/1/21
标签：位置论文; 带钢论文; 故障论文; 焊机论文; 比例论文; 液压缸论文; 信号论文; 《防护工程》2018年第31期论文;