專利名稱：一種全自動窄搭接焊機增加在線退火功能的方法
技術領域：
本發(fā)明屬于冷軋板帶技術領域，特別是涉及一種全自動窄搭接焊機增加在線退火功能的方法，對冷軋?zhí)幚砭€中應用的TMEIC(日本東芝三菱公司)全自動窄搭接焊機增加在線退火功能。
背景技術：
在冷軋板帶生產中，對于含碳量在0. 15%以上的高強鋼和結構鋼等高碳鋼，經酸洗處理和軋機軋制后，常在罩式爐中完成退火工藝，而不采用連續(xù)退火的方式對鋼卷進行后處理。原因為罩式退火方式為整卷處理，鋼卷無需開卷即完成退火工藝；而在連續(xù)退火生產線中，鋼卷需要經過開卷展開后以帶鋼的形式穿過整條生產線的各工藝環(huán)節(jié)，相鄰兩卷需使用焊機焊接實現(xiàn)頭尾相連，以此來保證生產的連續(xù)性。對于普通低碳鋼和無間隙原子鋼來說，焊縫的強度足以穿過整條生產線而不斷帶，但是對于高碳鋼則不同，由于基材的碳含量過高，焊縫較大的內應力導致焊縫具有極強的脆性，焊接質量不能可靠保證。在焊接后以退火的方式對焊縫進行熱處理，能夠有效減小焊縫的內應力，細化組織晶粒，降低焊縫的脆性，從而提高焊縫的強度。然而在帶鋼處理線中普遍應用的各品牌的C型窄搭接焊機并沒有焊后退火功能，包括TMEIC窄搭接焊機在內，不僅沒有提供退火裝置，而且設備緊湊無預留空間，使增加感應加熱器等退火設備也相當困難。TMEIC窄搭接焊機采用焊輪形式的電極，通過夾鉗等輔助設備以一系列順序動作實現(xiàn)焊接。正常的焊接動作如圖1所示。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種全自動窄搭接焊機增加在線退火功能的方法，解決了在無機械和電氣硬件改動的情況下，單一通過PLC程序及相應人機界面的改造來實現(xiàn) TMEIC窄搭接焊機增加焊后退火功能。為實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明采用了下面的技術方案帶鋼經過焊接后，焊縫熔合區(qū)域電阻較大，應用這一原理，在焊接完成后對焊縫再次加載電流，使焊縫發(fā)熱達到退火溫度實現(xiàn)退火，通過在人機界面上對加載電流、焊輪壓力和C型小車運行速度三個參數(shù)進行設定，使焊縫加熱的溫度達到退火工藝要求，三個參數(shù)的調節(jié)范圍如下加載電流(即退火電流)5 25kA焊輪壓力(即退火壓力):3 25kNC型小車運行速度(即退火速度)2 15m/min。為實現(xiàn)上述功能，本發(fā)明在TMEIC窄搭接焊機的“焊接完畢焊輪和碾壓輪抬起”和 “入口和出口夾鉗打開”動作之間，增加一套完整的退火時序，即在焊接完畢小車回到操作側后，使焊輪再次壓下，完成與焊接類似的順序動作。退火時序與焊機原有的前后順序動作連貫銜接，作為焊機的一種功能模式，在人機界面上選擇是否啟用退火功能，在不啟用退火模式的情況下，焊機順序動作和改動前相同；在啟用退火模式的情況下，焊接開始后的具體順序動作如下(1)入口和出口夾鉗關閉分別夾緊帶頭和帶尾；(2)剪子剪切帶頭帶尾；(3)出口夾鉗傾斜抬起；(4)入口夾鉗向前進給使帶頭伸入帶尾下方；(5)出口夾鉗傾斜歸位完成搭接動作；(6) C型小車運行到STAND-BY (焊接準備)位置；(7)焊輪和碾壓輪壓下；(8)C型小車向驅動側運行，同時光電開關檢測帶鋼邊部，控制電極在帶鋼寬度范圍內加載焊接電流；(9)焊接完成后焊輪和碾壓輪抬起。從以下開始為新增動作(10)出口夾鉗打開，入口夾鉗保持關閉。出口夾鉗打開用于釋放由焊接引起的應力，入口夾鉗不打開用于保持焊縫的位置不變化；(11) C型小車返回到STAND-BY位置。為節(jié)省動作時間，小車直接定位到STAND-BY 位置，不回到原點位置；(12)焊輪壓下；(13)C型小車向驅動側運行，同時光電開關檢測帶鋼邊部，控制電極在帶鋼寬度范圍內加載退火電流；(14)退火完畢后焊輪抬起。退火動作到此為止，以下返回到原有焊接動作。(15)入口和出口夾鉗打開；(16) C型小車運行到驅動側停止；(17)排出剪切廢料；(18) C型小車返回原始位置。以上順序動作如圖2所示。增加退火順序動作涉及到以下四方面改造(1)主要通過改造與入口和出口夾鉗、焊輪驅動和壓下、廢料運輸鏈及帶鋼邊部檢測相關的順控程序；(2)改造C型小車的與定位順序和定位位移相關的程序；(3)改造原有人機界面和增加新的人機界面。(4)在PWM (本地操作)面板上增加退火開始按鈕(帶指示燈)，用于半自動退火模式時人工啟動退火時序，并顯示退火動作的狀態(tài)。
圖1為正常的焊接順序動作。圖2為退火模式啟用后的焊接順序動作。圖3為在線退火程序邏輯圖I。
圖4為在線退火程序邏輯圖II。圖5為在線退火程序邏輯圖III。圖6為在線退火程序邏輯圖IV。圖7為模式設定人機界面。圖8為參數(shù)設定人機界面。
具體實施例方式圖1 圖8為本發(fā)明的一種具體實施方式
，以本發(fā)明中所述的方法對TMEIC公司 MSW-C150D26-2R2PR型窄搭接焊機增加在線退火功能。一、程序改造部分新增程序部分的流程圖見圖3至圖6，其中圖3和圖4為退火準備程序，其中N4為 C型小車定位程序的開始，銜接原程序中C型小車定位程序部分，Pl為其他順控程序的開始，銜接原程序中除小車定位程序外的其它順控程序，此時焊機狀態(tài)為C型小車位于驅動側，焊輪和碾壓輪處于抬起位置，入口和出口夾鉗處于夾緊狀態(tài)。Q3為退火準備程序結束。 圖5和圖6為退火程序，從Q3開始，N5為新增C型小車定位程序的結束點，銜接回原程序中C型小車定位部分，P2為除小車定位程序外的其它順控程序的結束點，銜接回原程序中其它順控程序部分。新增加邏輯具體如下首先判斷退火模式的設定狀態(tài)打開/關閉，由人機界面PNlO中的退火模式“開 /關”選擇設定。當退火模式關閉時，程序由Xi和Yi直接銜接回原程序。當退火模式打開時(1)出口夾鉗打開(入口夾鉗保持夾緊)，C型小車在1秒鐘延時后由驅動側向操作側以15m/min的速度返回； (2)小車在到達STAND-BY位置前18cm處減速為4m/min運行；(3)小車運行到STAND-BY位置停止，然后出口夾鉗再次關閉；(4)焊輪旋轉驅動開始，上焊輪以高壓力模式壓下，確認壓下到位后，壓下力改變?yōu)橥嘶饓毫Φ脑O定值(退火壓力在人機界面PN20中設定)。與此同時，碾壓輪保持抬起位置不動作；(5)判斷退火模式的設定狀態(tài)自動/半自動。在半自動模式下，退火開始按鈕開始閃爍，操作者按動后，焊機開始執(zhí)行后續(xù)動作。在自動模式下，焊機直接執(zhí)行后續(xù)動作；(6)退火開始按鈕指示燈常亮，焊輪壓縮空氣吹掃開始，小車以設定的退火速度向驅動側運行(退火速度在人機界面PN20中設定)；(7)判斷退火電流的加載區(qū)域的設定狀態(tài)最大范圍/由光電開關確定，此設定無單獨設定，與焊接電流的加載區(qū)域采取相同設置(在人機界面PNlO中設定)，焊輪根據(jù)設定狀態(tài)加載和關閉退火電流；(8) 1秒鐘延時后，上焊輪抬起，同時關閉焊輪壓縮空氣吹掃，確認上焊輪抬起后關閉焊輪旋轉驅動；(9)小車在達到驅動側減速位置后減速到1. 5m/min的速度運行；(10)小車在到達驅動側后停止運行。二、人機界面修改部分
人機界面修改部分見圖7和圖8，其中圖7為模式設定界面PmO，增加退火模式 “開/關”的選擇按鈕，以此來選擇是否啟用焊后退火模式；增加退火動作“自動/半自動” 選擇，選擇“自動”時，焊接完成后自動執(zhí)行退火動作，選擇“半自動”時，需要操作者按動操作面板“退火開始”按鈕啟動退火動作。圖8為退火參數(shù)設定界面PN20，退火電流、退火速度和退火壓力三個參數(shù)在此頁面內設定。三、操作面板上增加退火開始按鈕本改造中使用已有的空余按鈕PBLlll (帶指示燈)作為退火開始按鈕，其按鈕的輸入點號為X72A，其指示燈的輸出點號為Y74A。
權利要求
1. 一種全自動窄搭接焊機增加在線退火功能的方法，其特征在于，在焊接完成后對焊縫再次加載電流，使焊縫發(fā)熱達到退火溫度實現(xiàn)退火，通過在人機界面上對加載電流、焊輪壓力和C型小車運行速度三個參數(shù)進行設定，使焊縫加熱的溫度達到退火工藝要求，三個參數(shù)的調節(jié)范圍如下加載電流5 25kA;焊輪壓力3 25kN ；C型小車運行速度2 15m/min ；在啟用退火模式的情況下，焊接開始后的具體順序動作如下(1)入口和出口夾鉗關閉分別夾緊帶頭和帶尾；(2)剪子剪切帶頭帶尾；(3)出口夾鉗傾斜抬起；(4)入口夾鉗向前進給使帶頭伸入帶尾下方；(5)出口夾鉗傾斜歸位完成搭接動作；(6)C型小車運行到焊接準備位置；(7)焊輪和碾壓輪壓下；(8)C型小車向驅動側運行，同時光電開關檢測帶鋼邊部，控制電極在帶鋼寬度范圍內加載焊接電流；(9)焊接完成后焊輪和碾壓輪抬起；(10)出口夾鉗打開，入口夾鉗保持關閉。出口夾鉗打開用于釋放由焊接引起的應力，入口夾鉗不打開用于保持焊縫的位置不變化；(11)C型小車返回到焊接準備位置，為節(jié)省動作時間，小車直接定位到STAND-BY位置， 不回到原點位置；(12)焊輪壓下；(13)C型小車向驅動側運行，同時光電開關檢測帶鋼邊部，控制電極在帶鋼寬度范圍內加載退火電流；(14)退火完畢后焊輪抬起。
全文摘要
一種全自動窄搭接焊機增加在線退火功能的方法，屬于冷軋板帶技術領域。在焊接完成后對焊縫再次加載電流，使焊縫發(fā)熱達到退火溫度實現(xiàn)退火，通過在人機界面上對加載電流、焊輪壓力和C型小車運行速度三個參數(shù)進行設定，使焊縫加熱的溫度達到退火工藝要求。優(yōu)點在于，解決了在無機械和電氣硬件改動的情況下，單一通過PLC程序及相應人機界面的改造來實現(xiàn)TMEIC窄搭接焊機增加焊后退火功能。
文檔編號B23K11/06GK102151968SQ201110040990
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月19日 優(yōu)先權日2011年2月19日
發(fā)明者喬建軍, 任金鵬, 李鳳惠, 李衛(wèi)鋒, 李恩, 柳智博, 郭俊明, 郭瀟冰 申請人:首鋼總公司