張 濤
Miebach激光焊機(jī)在主控室為操作人員配備兩臺(tái)電腦。一臺(tái)為設(shè)備數(shù)據(jù)調(diào)整界面電腦。操作人員可以通過這臺(tái)電腦來觀看帶鋼的厚度、寬度、卷號(hào)信息,并且還能修改焊接參數(shù)、是否放行焊縫、是否沖邊等操作。另一臺(tái)為QCDS焊縫檢測(cè)系統(tǒng)電腦。此電腦通過攝像頭對(duì)焊縫實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)來生成焊接曲線以及模擬焊縫截面圖。
焊接參數(shù)界面屬于設(shè)備數(shù)據(jù)界面中的一欄。其中包括:焊接速度、激光功率、焦點(diǎn)位置、激光頭壓力、平整輪壓力、操作側(cè)對(duì)接間隙、驅(qū)動(dòng)側(cè)對(duì)接間隙、重焊間隙、二次剪切間隙、預(yù)熱功率、退火功率、送絲速度。
焊接速度:Miebach激光焊機(jī)通過C型車的移動(dòng)來實(shí)現(xiàn)激光器對(duì)帶鋼的焊接。C型車架在兩條軌道上由絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)前進(jìn)和后退。在焊接過程中只有合適的移動(dòng)速度才能保證激光對(duì)帶鋼充分的融透。速度過快會(huì)導(dǎo)致激光不能完全融透帶鋼。反之則會(huì)導(dǎo)致激光過于融透帶鋼。從而影響焊縫質(zhì)量。此焊機(jī)C型小車的最大移動(dòng)速度為12m/min,C型小車有獨(dú)立的安全銷,維修或操作人員進(jìn)入小車軌道時(shí)一定要插好安全銷防止安全事故發(fā)生。
激光功率:激光功率大小對(duì)帶鋼的融透起主要作用。唐鋼高強(qiáng)汽車板酸軋車間激光焊機(jī)的最大功率為12KW。Miebach焊機(jī)由氦氣、氮?dú)?、二氧化碳三種氣體來生成激光。并通過銅鏡的反射來調(diào)整激光的焦點(diǎn)位置。激光還需要額外的氦氣來提供保護(hù)氣罩,目的在焊接過程中來保護(hù)激光,確保激光的穩(wěn)定性,從而提高焊接成功率和焊縫質(zhì)量。
焦點(diǎn)位置:我們用放大鏡位置的高低來調(diào)整陽(yáng)光的聚散。從而使陽(yáng)光達(dá)到最熱的狀。Miebach激光焊機(jī)所產(chǎn)生的激光是通過銅鏡來反射到帶鋼上的。通過調(diào)整激光的焦點(diǎn)聚散來使激光達(dá)到最佳工作狀態(tài)。焦點(diǎn)位置也是影響帶鋼融透的重要參數(shù)。焦點(diǎn)位置上下極限值為+-15mm。
激光頭壓力:激光頭壓力是指激光頭處壓輪的壓力大小。壓輪主要作用是在焊接過程中保證兩頭帶鋼的平整度。從而使焊縫保持平整。如果帶鋼厚度有變化,兩側(cè)下壓輪隨著厚度的變化來提升或降低帶鋼的高度來調(diào)整出入口側(cè)的帶鋼高低,此數(shù)值的大小也可以起到改善帶鋼板型的效果。如果帶鋼板型較差可增大壓力。增加壓力是靠上壓輪提供下壓的力量,下壓輪保持位置不變,但不是越大越好。取決于帶鋼的厚度。壓力過大容易在帶鋼表面形成壓痕。影響后續(xù)工序工藝。壓輪壓力的極限值為100bar。
平整輪壓力:此輪對(duì)焊縫起到一定的平整作用。在焊接過程中。在焊接過程中焊縫有凹凸不平或是毛刺的情況下。平整輪可以使焊縫的熔池平整。從而優(yōu)化焊縫質(zhì)量。此輪的極限壓力值為100bar。
操作側(cè)(驅(qū)動(dòng)側(cè))對(duì)接間隙:焊機(jī)有兩個(gè)夾臺(tái)(出口和入口),夾臺(tái)通過液壓缸的伸縮來調(diào)整對(duì)接間隙,在焊接過程中帶鋼之間必須保持適當(dāng)?shù)拈g隙才能保證焊縫質(zhì)量。用此參數(shù)來調(diào)整帶鋼之間間隙大小。間隙過大容易造成焊接不牢固或焊不上。間隙太小容易導(dǎo)致焊不透或者兩頭帶鋼互頂從而使兩頭帶鋼板型受到影響。嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致一側(cè)帶鋼疊加到另一側(cè)帶鋼上,使焊機(jī)的壓輪無法壓平帶鋼,在生成模擬畫面時(shí)形成斷口,嚴(yán)重影響焊縫質(zhì)量,此時(shí)需要操作人員適當(dāng)?shù)募哟箝g隙,同事加大壓輪的壓力來壓平帶鋼,有時(shí)也需要用平整輪先碾壓一遍,這樣效果會(huì)更好。此參數(shù)的+-極限值為4和-1mm。
重焊間隙:當(dāng)焊縫質(zhì)量不好重焊時(shí)可以調(diào)整帶鋼之間的間隙。
二次剪切間隙:二次剪切是指焊機(jī)在焊接過程中焊機(jī)精切剪第一次剪完后帶鋼夾臺(tái)會(huì)根據(jù)設(shè)定數(shù)值往前移動(dòng)相應(yīng)的距離進(jìn)行二次剪切。從而起到優(yōu)化帶鋼切面的作用。極限值為19.5mm。
預(yù)熱功率:在激光焊接前有預(yù)熱平臺(tái)位于帶鋼下面給帶鋼加熱。對(duì)帶鋼預(yù)熱可以使帶鋼變軟。起到糾正板型、減少壓輪負(fù)擔(dān)的作用。當(dāng)功率達(dá)到一定數(shù)值的時(shí)候也可以起到減小間隙的作用。帶鋼受熱后膨脹使之間的距離縮小。所以也可以減小間隙。此數(shù)值的極限值為40KW。
退火功率:焊接特殊鋼種時(shí)需要對(duì)焊縫進(jìn)行退火工藝處理。增強(qiáng)焊縫質(zhì)量,遇到高強(qiáng)鋼時(shí)也可以手動(dòng)進(jìn)行二次退火工藝。
送絲速度:焊接特殊鋼種時(shí)可添加特殊材料來提高焊縫質(zhì)量。
焊接自動(dòng)步預(yù)選包括:
(1)焊縫OK、重焊:焊縫質(zhì)量合格點(diǎn)擊焊縫OK按鈕放行焊縫。焊縫質(zhì)量不合格點(diǎn)擊重焊。
(2)二次剪斷按鈕:如果剪刀剪切效果不好或工藝要求需要使用二次剪切時(shí)點(diǎn)選此按鈕。
(3)焊接樣板選擇:點(diǎn)選此按鈕焊機(jī)會(huì)自動(dòng)認(rèn)為第一次焊縫用來做杯凸樣板實(shí)驗(yàn)。剪切時(shí)自動(dòng)取消沖孔功能。方便操作人員做杯凸實(shí)驗(yàn)。第一次焊接完成自動(dòng)重焊第二次。在第二次焊接時(shí)啟動(dòng)沖孔功能。焊縫有沖孔。當(dāng)杯凸實(shí)驗(yàn)合格時(shí)可以放行焊縫。
(4)開始焊接:此按鈕在焊機(jī)沒有保存機(jī)組數(shù)據(jù)時(shí)在焊接前會(huì)閃爍提示操作人員是否繼續(xù)焊接。如果參數(shù)沒問題點(diǎn)擊此按鈕繼續(xù)焊接。
(5)焊接檢查位置焊接之后:此按鈕是選擇焊機(jī)焊接完成后什么時(shí)候檢查焊縫??梢院附油瓿珊髾z查焊縫。也可以選擇焊接完成沖邊完成以后檢查焊縫。
(6)沖邊未選擇:通過此按鈕可以選擇焊接完成后是否需要沖邊切月牙。在焊機(jī)剛啟動(dòng)激光或是由于鋼板雙邊浪板型不好的情況下容易造成焊縫邊部質(zhì)量低。造成焊縫裂開甚至斷帶。所以操作人員可根據(jù)情況來選擇是否沖邊切月牙來把壞的邊部切掉。此焊機(jī)月牙剪的深度為50mm。
(7)出口、中間、入口原始位:在檢修或是無帶鋼狀態(tài)下。點(diǎn)擊此按鈕可以使焊機(jī)迅速自動(dòng)回到原始位。有帶鋼時(shí)注意觀察好帶鋼位置和狀態(tài)。以免設(shè)備卡住或刮住帶鋼。造成操作事故。
此面板可以很直觀的看出焊機(jī)目前的狀態(tài)。在焊機(jī)進(jìn)行自動(dòng)焊接時(shí)畫面相應(yīng)的設(shè)備進(jìn)行閃爍并且移動(dòng),通過此畫面可以看出目前焊機(jī)所運(yùn)行的自動(dòng)步,如果自動(dòng)步停止,相應(yīng)的設(shè)備會(huì)出現(xiàn)紅框并且閃爍提示,操作人員可以直接點(diǎn)擊停止的設(shè)備,之后會(huì)彈出報(bào)警信息對(duì)話框,操作人員可以通過報(bào)警對(duì)話框查看此設(shè)備當(dāng)前的報(bào)警信息以及操作的連鎖條件,能夠幫助操作人員準(zhǔn)確迅速的恢復(fù)設(shè)備。畫面中有綠色、藍(lán)色方塊代表信號(hào)有沒有到位,所以通過此畫面也可以判斷設(shè)備是否到位或是接近開關(guān)工作是否正常,此面板的右下角還有焊縫判定結(jié)果,判定合格顯示綠色可以放行,判定不合格顯示紅色,此時(shí)需要操作人員注意曲線,及時(shí)修改焊接參數(shù)來改善焊縫質(zhì)量。
QCDS檢測(cè)系統(tǒng)通過攝像頭生成不同的判定曲線。下面主要講解對(duì)焊縫質(zhì)量起重要作用的四條曲線。他們分別是:Height-Mismatch(高度匹配)、Penetration(穿透)、Underfill(填充)、Reinforcement(加固)。界面中用不同顏色的曲線來顯示。
Height-Mismatch(高度匹配):此條曲線代表兩個(gè)帶鋼的板型好壞。如果曲線比較平整沒有較大波動(dòng)。表示兩頭帶鋼板型好。如果曲線有很大上下波動(dòng)。表示兩頭帶鋼板型差。沒有對(duì)好這條曲線如果不好。首先要看右側(cè)小窗口模擬圖像??春媚囊粋?cè)帶鋼板型不好。如果有一側(cè)板型不好需要到現(xiàn)場(chǎng)去觀察實(shí)際焊縫有沒有異物或是疊加的鋼板。如果檢查沒問題后說明只是單純的一側(cè)板型不好。可以選擇重新焊接。通過重焊來剪切掉板型不好的部分。如果不好的的部分大于重焊剪切。此時(shí)需要手動(dòng)操作連續(xù)剪切兩次。當(dāng)高度曲線兩頭波動(dòng)大中間波動(dòng)小時(shí),說明帶鋼兩側(cè)有互頂或是板型不好情況,如果多次重焊不能解決就用二次剪切功能,優(yōu)化剪切截面,從而提高焊縫質(zhì)量Midbach焊機(jī)最大剪切次數(shù)為三次。剪切完三次需要開到驅(qū)動(dòng)側(cè)把廢料槽里的焊縫以及鋼板清理干凈。防止廢料堆積太多影響皮帶的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此時(shí)應(yīng)該適當(dāng)加大激光頭壓力。通過加大壓輪下壓力來糾正板型差的問題。還有一種情況就是由于焊接時(shí)間隙調(diào)整參數(shù)太小。使兩端鋼板互相頂?shù)揭黄饘?dǎo)致兩頭鋼板上下搓位。壓輪壓不動(dòng)帶鋼。這時(shí)應(yīng)該稍微打開焊接間隙和適當(dāng)加大壓輪的壓力。如果有預(yù)熱功率還可以適當(dāng)調(diào)小預(yù)熱的功率。使帶鋼熱膨脹現(xiàn)象變小。從而達(dá)到打開間隙的作用。在長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)焊接時(shí),要定期清理焊機(jī)激光壓輪的輥面以及兩個(gè)壓輪之間的側(cè)面,焊接過程中會(huì)有焊渣產(chǎn)生,焊渣粘在輥面上會(huì)導(dǎo)致壓輪不平整,也會(huì)造成高度匹配曲線波動(dòng),如果壓輪側(cè)面有焊渣時(shí)會(huì)影響激光氣體噴頭,造成保護(hù)氣體效果不好,也會(huì)影響焊縫質(zhì)量,所以應(yīng)當(dāng)定期清理激光頭壓輪、碾壓輪等。用多重方法不管用操作人員應(yīng)去現(xiàn)場(chǎng)觀察實(shí)際的帶鋼對(duì)接情況,如果沒發(fā)現(xiàn)異??梢约哟竽雺狠喌膲毫χ凳謩?dòng)用碾壓輪壓平一遍焊縫,可以優(yōu)化板型對(duì)接,減緩焊接時(shí)壓輪的負(fù)擔(dān),從而起到優(yōu)化板型的作用,這種方法最管用也最見效也可以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整出入口側(cè)的帶鋼厚度數(shù)據(jù)來彌補(bǔ)壓輪修復(fù)不了板型情況,把帶鋼低的一頭數(shù)據(jù)改薄0.5mm左右,也可以糾正高度差情況。
Penetration(穿透):此曲線表示焊縫的融透情況。曲線越靠近下方表示融透越差。反之則表示融透越高。如果曲線低我們首先到現(xiàn)場(chǎng)觀察實(shí)際焊縫情況。有時(shí)可能由于焊縫之間疊加了廢料鋼板。導(dǎo)致攝像頭無法接收到激光的光源。此時(shí)應(yīng)手動(dòng)打開兩側(cè)夾臺(tái)。把廢料鋼板取出。如果沒有廢料鋼板疊加最直接有效的方法就是可以適當(dāng)調(diào)整激光功率。把焊接速度調(diào)慢一點(diǎn)。目的就是讓激光在鋼板上多熔一會(huì)從而達(dá)到焊透的目的。同時(shí)也可以調(diào)整焦點(diǎn)位置參數(shù),通過調(diào)整激光在銅鏡上的聚散來加大激光功率,從而熔穿帶鋼。Underfill:此曲線代表焊縫的填充情況。好的焊縫填充飽滿。曲線沒有大幅度波動(dòng)。如果曲線太高代表焊縫填充少。不飽滿。焊縫質(zhì)量差。影響Underfill曲線的因素有多種例如:帶鋼間隙、C型小車軌道有沒有鐵粉異物、焊機(jī)精切剪是否有磨損老化、焊接過程中小車有沒有抖動(dòng)、兩側(cè)帶鋼對(duì)接時(shí)兩頭互頂中間間隙過大,如果單純只是兩頭帶鋼間隙過大那么我們可以適當(dāng)縮小兩頭帶鋼之間的焊接間隙。如果不管用操作人員要到焊機(jī)現(xiàn)場(chǎng)首先檢查C型小車的軌道,清理鐵粉,之后再檢查焊機(jī)的精切剪,過于磨損的剪刀對(duì)帶鋼切面有影響,不能切出很好的截面或是剪刃上有鐵削或毛刺,操作人員需用手套或油石擦一下剪刃,之后再重焊。在焊接高強(qiáng)鋼時(shí),由于鋼板硬度大,受板型影響兩頭帶鋼間隙不能很好的對(duì)接在一起,及時(shí)用最小間隙也不能起作用,此時(shí)需要操作人員到現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)用平整輪反復(fù)碾壓幾次,并且提高預(yù)熱的功率,使鋼板加熱變軟以達(dá)到縮小間隙的目的。還有一種情況就是由于多次重焊以后出口側(cè)套量沒有,導(dǎo)致出口夾臺(tái)不能往前拖拽帶鋼,使出口側(cè)往前移動(dòng)不夠造成間隙過大,此時(shí)需操作人員到現(xiàn)場(chǎng)把出口套量加大。如果參數(shù)調(diào)的過大則焊縫過于飽滿。需加大帶鋼之間的間隙。
Reinforcement(加固):此曲線代表兩頭帶鋼是否有互頂?shù)那闆r。正常應(yīng)位于所有曲線下方。如曲線過高則代表兩頭帶鋼之間間隙過小。容易造成未焊透。影響焊縫質(zhì)量。出現(xiàn)這種情況可以加大焊縫焊接間隙或是降低預(yù)熱功率來降低帶鋼溫度。還有一種情況是剪刃上帶有鐵粉或帶鋼上有雜物,焊接過程中會(huì)造成虛焊,也會(huì)影響穿透曲線,此時(shí)操作人員應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)檢查帶鋼表面以及清理剪刃鐵粉。
杯凸機(jī):焊機(jī)杯凸機(jī)是檢驗(yàn)焊縫合格的設(shè)備,焊接前在焊機(jī)操作界面選中焊縫試驗(yàn)樣板之后,焊機(jī)第一次焊接不啟用沖孔功能并且第一次焊接完成后自動(dòng)重焊第二次,自動(dòng)把焊接試驗(yàn)樣板翻轉(zhuǎn)到杯凸機(jī)一側(cè),方便操作人員識(shí)別并拿取焊接樣板。杯凸機(jī)由液壓給凸頭提供動(dòng)力,把焊縫放到凸頭上面操縱凸頭往上頂焊縫,如果焊縫裂開說明焊縫不合格需要重新調(diào)整參數(shù)焊接。如果杯凸沒問題說明焊縫合格可以放行,有一種情況當(dāng)焊縫杯凸合格但是軋機(jī)軋斷的話應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提高退火參數(shù)。在焊接特殊高強(qiáng)鋼時(shí),還應(yīng)采用二次退火來加強(qiáng)焊縫質(zhì)量。
焊機(jī)的維護(hù)清理:在連續(xù)生產(chǎn)過程中,隨著設(shè)備的使用要定期進(jìn)行清理,及時(shí)的清理也能起到優(yōu)化焊縫作用。①出入口夾臺(tái),在生產(chǎn)過程中每卷鋼都有鐵粉掉落,出入口夾臺(tái)堆積鐵粉太多的話會(huì)造成精切剪刀上有鐵粉,尤其焊接薄規(guī)格時(shí)會(huì)影響焊縫質(zhì)量,造成填充或加固曲線波動(dòng)幅度大,操作人員需去現(xiàn)場(chǎng)擦干凈剪刀,在清理之前一定要插好安全銷,用墩布清理夾臺(tái)里的鐵粉,特別是入口夾臺(tái)的鐵粉容易被帶頭鏟到剪刃上,清理鐵粉時(shí)鐵粉容易掉落到焊接小車軌道上,此時(shí)還要清理軌道,如果軌道帶有很多鐵粉,焊接過程小車會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)也會(huì)影響焊縫質(zhì)量。②焊機(jī)精切剪,在連續(xù)作業(yè)中剪刀使用頻率最頻繁,尤其是生產(chǎn)高強(qiáng)鋼時(shí)帶鋼硬度高,剪切過程中對(duì)剪刃磨損大,使用到一定程度時(shí)應(yīng)定期到現(xiàn)場(chǎng)檢查磨損情況,檢查時(shí)插好安全銷,如果發(fā)現(xiàn)剪刃刺手,不順滑可用油石打磨剪刃提高剪切截面質(zhì)量從而提高焊縫質(zhì)量。③激光頭壓輪、碾壓輪、預(yù)平整輪,在焊接過程中會(huì)產(chǎn)生一些焊渣,有部分焊渣會(huì)掉落并粘到輥面上,如果堆積過多會(huì)導(dǎo)致在焊接過程中輪子產(chǎn)生抖動(dòng)或者把帶鋼表面碾壓出凹窩,后續(xù)軋機(jī)軋出帶鋼會(huì)產(chǎn)生麻坑影響質(zhì)量,所以要定期檢查壓輪情況并清理焊渣等異物,也能起到優(yōu)化焊縫效果。④預(yù)熱和退火平臺(tái),在生產(chǎn)過程中會(huì)有很多鐵粉落到焊機(jī)設(shè)備上,在使用退火過程中,如果退火線圈堆積鐵粉過多的話會(huì)影響退火效果,焊機(jī)出紅色報(bào)警,情況嚴(yán)重的話退火功能不能使用造成焊縫斷帶,此時(shí)操作人員應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)用高壓氣槍吹掃平臺(tái)以及加熱線圈上的鐵粉,并且恢復(fù)報(bào)警進(jìn)行重焊。重焊后不再觸發(fā)紅色報(bào)警說明清理干凈,退火功能正常使用。⑤精切剪皮帶及廢料、月牙剪皮帶,如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)廢料皮帶有問題會(huì)造成廢料堆積,尤其是精切剪皮帶,如果廢料堆積過多會(huì)造成焊機(jī)焊縫質(zhì)量不好,嚴(yán)重時(shí)不能正常運(yùn)行自動(dòng)步造成停車,所以應(yīng)按時(shí)檢查各種皮帶的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況,特別是使用二次剪切后的精切剪皮帶,容易被二次剪切下來的剛才纏繞或是割斷。所以應(yīng)按時(shí)對(duì)皮帶檢查保證其正常運(yùn)轉(zhuǎn),保證生產(chǎn)節(jié)奏提高產(chǎn)量。⑥出入口夾臺(tái)對(duì)中,在生產(chǎn)時(shí),對(duì)中設(shè)備起到比較重要作用,如果對(duì)中不管用造成焊接時(shí)焊縫有搓位,會(huì)對(duì)下道工序造成麻煩和處理不了的情況,所以應(yīng)當(dāng)對(duì)對(duì)中設(shè)備進(jìn)行定期的檢查和清理,清理時(shí)首先插好安全銷,操作人員應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)檢查對(duì)中設(shè)備中是否鐵粉太多或是有異物,鐵粉太多會(huì)造成對(duì)中不準(zhǔn)或不到位,造成焊縫搓位,嚴(yán)重時(shí)造會(huì)造成糾偏報(bào)警停車,極大影響生產(chǎn)節(jié)奏和效率。⑦月牙剪,在切完月牙后操作人員應(yīng)到現(xiàn)場(chǎng)檢查剪切情況,如果剪切效果不好,會(huì)造成軋機(jī)傷輥,影響帶鋼質(zhì)量,如果剪刀沒有完全切開會(huì)造成中間斷帶嚴(yán)重事故,所以應(yīng)該定期檢查月牙剪剪刃情況,避免嚴(yán)重事故發(fā)生。⑧焊機(jī)沖頭,焊機(jī)沖頭是標(biāo)記焊縫位置設(shè)備,隨著精切剪一起落下,在焊縫前面沖孔,如果沖孔效果不好會(huì)造成軋機(jī)傷輥,提高成本,降低產(chǎn)量,如果沒有沖孔會(huì)造成生產(chǎn)線焊縫位置不準(zhǔn),影響生產(chǎn)節(jié)奏。
在生產(chǎn)過程中造成焊縫質(zhì)量不好的因素非常多,操作人員在分析問題時(shí)應(yīng)該從多角度多方面來分析問題原因,并且及時(shí)到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)情況,不能有僥幸心理或是經(jīng)驗(yàn)主義錯(cuò)誤,這樣的話容易造成事故,唐鋼高強(qiáng)汽車板酸軋車間Miebach激光焊機(jī)在生產(chǎn)焊接時(shí)起到了承上啟下的作用。工作效率快。性能高。焊縫質(zhì)量好。能夠焊接不同材質(zhì)的鋼種,覆蓋范圍非常廣,同時(shí)滿足不同鋼種之間的焊接要求,同時(shí)配備了QCDS檢測(cè)系統(tǒng)??梢宰尣僮魅藛T非常直觀的來觀察焊縫質(zhì)量。操作人員通過觀察生成的曲線可以及時(shí)調(diào)整焊接參數(shù),操作簡(jiǎn)捷。省去了去現(xiàn)場(chǎng)觀察焊縫的時(shí)間和大量的人力,提高了生產(chǎn)節(jié)奏和產(chǎn)量。