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自适应控制提高了电阻缝焊生产率
来源: | 作者:ryweld | 发布时间: 2017-08-29 | 5426 次浏览 | 分享到:
采用缝焊机焊接气密密封产品时需要焊接一系列搭接焊点。每个焊点都必须形成完全的点焊熔合,且不被排斥。若热量太小,制造的焊点尺寸过小,则会引起泄漏。除了控制每个熔核的形成外,还需保证足够的焊点间距,确保每个熔核能与下一个熔核搭接。


      2、焊缝并不是以同样的滚轮速度焊接。 滚轮夹紧工件并开始滚动。在滚轮加速到程控的焊接速度之前开始。在焊缝结尾处,当滚轮速度降低为零时,焊接仍在继续。

     这种方式需要在焊缝开始和结尾处采取必要措施以避免焊缝在较低速度下焊接造成的过热。处理这种情况的传统方法是在焊缝开始处采用上坡型热输入,在焊缝结尾处采用下坡型热输入。要获得一致的焊缝性能,需要上坡型热输入曲线与在焊缝开始位置滚轮速度上升之间,以及下坡型热输入曲线与在焊缝结束位置滚轮速度上升之间,有精确的比例和协调性,这一点在实际应用中很难实现。

     随着滚轮速度的提高,诸如工件运送到焊机的变量负载等引起的瞬时的速度波动也开始产生。所有的这些变化都会造成焊缝大小的改变。

    3、焊接发生在整个工件的无边框设计。典型的无边框设计缝焊应用场合是制造热水器、55加仑圆筒、提桶以及喷罐等产品。当焊接工件送至焊机时,焊缝滚轮不得不在工件前沿上滚动,沿整个工件长度上移动,在工件后沿滚离。 在整个工件长度上,焊缝整体要求不能排斥。
  
传统系统
      制造这类工件的大多数操作都试图通过在焊缝开始处采用上坡型热输入和在焊缝结束处采用下坡型热输入来控制工艺。一个限位开关或近距离传感器检测到工件靠近焊缝滚轮时,触发焊缝进度序列。传感器检测到工件背面靠近时触发焊缝端部下坡。制造商采用这种操作模式时由于不连续焊缝性能,导致较高的废品率。

     此外,采用这种方案进行缝焊操作的仪器显示,工件前沿的焊缝要么太冷,要么太热。无论怎么调节近距离传感器,工件前端检测系统时间的不确定性,以及工件与缝焊滚轮接触时检测发生的时间变化,使它几乎不可能与工件进入缝焊滚轮前沿的热输入开始时间精确同步。

     同步工件后端的下降坡,及时关掉热输入,具有相似的问题。如果热输入关掉太早,在滚轮滚离后沿之前,焊缝就会太冷。如果热输入时间过长,在滚轮滚离后沿之后,焊缝就会太热。如果工件最后的焊缝仍旧在焊接,而滚轮已经滚离工件后沿很远,那么由于排斥造成火花飞溅,还会损失材料。
  
案例分析
     新泽西55加仑铁桶制造时采用焊接速率为50英尺/分的无边框缝焊。为了提高焊缝的一致性,减少废品,公司将它的以单相交流焊接变压器和可控硅整流器为基础的焊接控制更换成中频直流(MFDC)变压器和传统的逆变器控制。

     然而,不是提高了生产率和降低废品率,这些设备更新反而降低了生产率,增加了废品率。制造商要求WeldComputer公司,Troy,N.Y 帮助分析焊接操作。

     一款便携式WeldView®监控器被连接到生产线的焊机上,测试现行的焊接工艺。在实际生产中经过数小时的数据分析揭示了许多问题,其中最主要的一些问题如下:每个焊接脉冲不一致的热传送和工件前沿热开始和工件后沿热停止的不一致。

     最初观察到的是每条焊缝不一致的热分配。检测仪记录下多种情况,约10%的电流波动和大约50%的焊接脉冲持续波动。还观察到焊缝脉冲之间冷却间隔的不一致导致的高残余电流。这些电流在一个较宽的范围内波动,制造的焊缝不是太热就是太冷。

     其次观察到工件前沿热输入开始以及工件后沿热输入停止时不同步现象。监测器记录下了工件接触焊接滚轮之前热输入就开始的重复事件,随后在电流接通前,滚轮已经滚压到工件的情况。

     比如,当热输入在工件与焊接滚轮接触前开始,工件前沿的焊缝就太热。工件接触焊接滚轮时就会产生飞溅,排斥的材料沉积在焊接滚轮上。

     比如在电流开始前,滚轮已经在工件上压紧,工件前沿就不能充分焊接。相似的现象也发生在工件后沿。当热仍然存在而滚轮滚离工件后端,过量的热和材料驱逐发生,当滚轮开始滚离工件后沿之前热已切断,就会发生焊接不充分的现象。

     检测还观测到热输入在一个工件上开始得太早而在另一个工件上开始得太晚,但生产线对此却没有进行任何的调节。这就导致了系统不能可靠地协调所需热和所需时间之间的同步,当工件通过焊机时不能正确地将热输入传送到每个工件上。