有效控制NMW閃光焊機焊縫質量

付軍發

(馬鋼股份有限公司冷軋總廠，安徽 馬鞍山234300)

雖然目前激光焊機已經成為主流趨勢，但是由于NMW型閃光焊機的高效性和激光焊機的高成本，目前閃光焊機在國內主要鋼鐵企業仍普遍使用。隨著設備的不斷老化，焊機焊縫缺陷大又成為影響TCM生產線高效運轉瓶頸的趨勢，所以焊縫質量控制引起了廣泛重視。但是由于其成因十分復雜，涵蓋了電氣、機械、工藝等多方面因素，往往解決起來難以入手，最好的解決方法就是從現場實際出發結合理論知識詳細歸納分析焊縫缺陷因素，并將因素一一進行排除最終消除焊縫缺陷。

1 NMW閃光焊機的原理介紹及焊機工序說明

只有深入了解閃光焊機的原理和工序才能理論結合實際，才能準確快速的查找影響焊接缺陷的因素，并最終解決焊縫缺陷。

1.1 閃光焊機焊接原理

閃光焊是電流通過兩個對接工件的接觸表面時，其細小的接觸點的電阻及其接觸表面的電弧產生熱量，將對接表面加熱，在適當時間后，對接頭施加壓力，使兩個對接表面的整個區域同時牢固結合起來的電阻焊方法。將被焊的兩工件夾在與焊接變壓器次級連接的夾鉗(電級)中后，當一件工件緩慢地向另一工件移動時，由于工件端面總是“凹凸”不平，兩工件端面總是由一點或幾點開始接觸。當加上時，電流通過這些接觸點就產生電阻熱。由于電流大，這些接觸點的金屬很快被加熱熔化，形成“過梁”，“過梁”在大電流密度作用下，迅速被加熱而爆炸、噴濺，并形成許多小電弧。這個過程稱為“閃光”過程。隨著其中一個工件以適當速度推進，新過梁不斷產生，閃光繼續發生，直到兩接口表面完全被一薄層熔化的金屬覆蓋，而且兩個工件從電級伸出的部分都有一小段達到塑性很好的溫度，此時施加頂鍛壓力，將接合面的熔化金屬全部擠出，將兩工件牢固地鍛壓在一起。

圖1 NMW－C1250S焊機焊接主要工序

1.2 閃光焊機工序介紹

2 影響焊機質量因素歸納并逐一排除

因焊縫質量缺陷而引起斷帶的原因復雜而多樣，與有帶鋼本身的冶金方面化學成分、材料不均甚至有夾層有帶鋼板形狀況有關。比如有波浪變形、銹蝕、斷面厚度不均等原料問題。本文主要著重解決因機械設備、工藝參數、電氣控制方面等因素引起的焊縫缺陷，以實現焊縫質量穩定可靠的控制。

2.1 焊縫缺陷的描述和檢驗

常見的焊縫缺陷多種多樣，其中比較常見的有焊縫斷面錯位、焊穿、虛焊等，而有些焊縫目測良好，一旦經過軋機就斷，主要因為其焊縫強度不夠，其中錯位發生最為頻繁并且又有多種形式比如某個固定位置斷面局部錯位，或者錯位的區域不停的隨著每次焊接發生變化，一會在中間區域，一會又在兩邊等等。檢測焊縫質量的方法有目測法，即僅憑肉眼觀察焊縫表面的齊整情況，對于焊縫強度不夠的缺陷，我們可以用配套的設備進行杯凸實驗對焊縫進行更為準確的判斷，杯凸實驗在最小、最大、中等規格帶寬實驗帶上檢查5至10個點，要求對于所有的鋼帶沿焊縫的裂紋出現率小于等于20%。

2.2 影響焊縫質量的機械因素

通過了解焊接的工序，我們知道上述介紹的工序中主要有帶鋼帶頭帶尾的剪切工序、對中工序、夾緊工序和焊接過程中的閃光和頂鍛工序以及焊機后續的焊縫刮削工序對焊縫質量起著重要的影響。因此要結合實際的焊接工序確保每一道工序的準確高效完成，才能確保焊接質量的可控和穩定。

(1)焊接前工序之一是旋轉剪對帶鋼帶頭帶尾進行剪切，確保帶頭帶尾的斷面齊整性。但是要想獲得較好的齊整性必須要求:a)旋轉剪剪刃足夠鋒利，上下剪刃間隙在0.20～0.30mm之間，剪刃不夠鋒利或間隙過大就會出現帶鋼帶頭帶尾被撕扯斷而產生S形斷面;b)上下剪刃重合位置的高度以及旋轉剪與電極下表面的平行度等均有嚴格要求，以及旋轉剪本體中心線與橫移軌道方向有一個向外的傾角(見相關技術資料)必須要保證，否則會出現剪切后的帶鋼WS側邊部產生上翹或下垂現象導致斷面不齊整無法滿足焊接要求。綜上分析如果帶鋼斷面剪切后出現上述描述的現象，就要逐步排除上述列舉因素直至現象消除。

(2)刮刀的高度零位調整如果出現偏差，往往也會導致焊縫被刮深甚至直接導致帶鋼在焊縫處被刮穿撕裂，或焊縫表面刮淺了而出現凹凸不平和焊渣殘余，一旦發現上述現象就要及時對刮刀進行零位復核和調整保證焊縫質量。

(3)電極狀況不好，焊縫斷面錯位的發生大部分由于電極表面的不平整、過度磨損以及水平度不夠引起的，如果上下電極表面出現麻點、凹坑，過度磨損，就會導致夾持在電極中的帶頭帶尾斷面發生凸起、凹陷而影響帶鋼與電極的接觸性，從而導致電阻局部變大，局部電流變小影響閃光效果，過度磨損就會使被電極夾持的帶頭帶尾的無法受到完全約束上下有一定的游動余量，在焊接頂端過程中，帶鋼接頭斷面就會在強大的頂端力擠壓下而發生錯位。所以一但出現焊縫錯位，在入口電極水平高度調整無效的情況下，要考慮用百分表對出入口下電極表面的水平度進行復核，必要時在電極與電極模間加墊片以改善電極水平度，同時上下電極端面差值安裝時也要控制在1mm以內，否則尤其是在焊薄板情況下由于其剛度不夠，頂鍛時接頭斷面也會發生錯位。2.3影響焊接質量的工藝因素

焊接過程中影響焊縫質量的主要工序就是閃光和頂鍛，如果主要工藝參數設置不對，直接影響焊縫質量，比如閃光時間、閃光電流不夠就會出現焊不透現象，這種焊縫缺陷往往焊縫表面比較齊整并無異樣，一旦過軋機就會段帶。頂端時如果頂端初始間隙實際值不對、DS與WS兩側頂端距離不同步，頂端壓力過大均會導致焊縫缺陷。其中初始間隙過小和過大，會導致頂端不夠和過頂端，導致帶頭帶尾融合不夠或無法融合。我們可以通過壓鉛實驗對其實際值進行測定并通過頂端缸頭部調整螺母進行調節。如果WS、DS兩側頂端距離不一就會導致兩側頂端效果不一，焊縫質量差，必須將兩端的頂端差值控制規定范圍內。因此在生產中就需要我們定期對焊機頂鍛WS、DS兩側頂端距離進行復核比較，如果發現數值差超過0.5mm，就要及時進行調整以恢復精度要求。另外如果頂端壓力過大時，焊接薄板時往往會導致焊縫兩端焊平中間搭焊即斷面出現臺階的現象。因為薄板剛度不夠在頂端壓力過大時，接頭斷面極易錯位，發生搭焊。

3 結語

焊峰出現質量問題的原因錯中復雜，一定要根據現場焊縫缺陷的實際情況進行判斷，并更具上述可能對應的原因逐個排查，對于系統的各種精度要求要逐一核實并恢復到出廠精度，確保焊縫質量的高品質，減少不必要的損失。

［1］薛垂義.NMW－C1375FS自動閃光對焊機［J］.電焊機，2007:64－67.

［2］榮 茜，孫新學，盧 寧，等.閃光焊接技術在無頭軋制系統中的應用研究［M］.焊接技術，2007.40－45.