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管樁滾焊機創(chuàng)新技術(shù)及實踐應(yīng)用

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發(fā)布時間: 2017-11-03

隨著管樁行業(yè)在全國范圍內(nèi)的迅速發(fā)展,各管樁生產(chǎn)企業(yè)對管樁滾焊機的生產(chǎn)效率、

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使用的可靠性提出了更高的要求,同時對管樁滾焊機的運行成本(如耗電量、單位樁長用

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易耗品的費用等)也列入成本考核范圍,成為增效降耗的重要指標。我們公司在總結(jié)過去

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使用管樁滾焊機經(jīng)驗的基礎(chǔ)上,發(fā)現(xiàn)其有技術(shù)潛力可挖,尤其是現(xiàn)代焊接技術(shù)發(fā)展越來越

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快,管樁滾焊機也可以創(chuàng)新。

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一、焊接速度得到提高

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1 自動化程度較高,焊機電控部分采用了變頻器+PLC+人機界面,降

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低了對操作工人熟練程度的要求,解決了新工廠(車間)滾焊機難操作的難題。由于采用

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PLC,自動化程度大大提高,電氣元件減少了許多,減少了故障率,提高了設(shè)備運行的

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可靠性。主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

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A 實現(xiàn)了骨架規(guī)格、長度尺寸的程序預(yù)設(shè),并可直接調(diào)用,不必重復(fù)輸入?yún)?shù)。

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B 骨架兩端密繞長度和環(huán)筋間距通過人機界面可以設(shè)定。

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C 自動生成當(dāng)班產(chǎn)量報表,同時上一班產(chǎn)量報表自動保存。

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D 自動焊接時,只需調(diào)節(jié)料盤轉(zhuǎn)速以適應(yīng)主機轉(zhuǎn)速,牽拉速度隨主機轉(zhuǎn)速已設(shè)

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定,不用調(diào)節(jié),且保證環(huán)筋間距。

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E 控制系統(tǒng)保留了手動功能,該功能與傳統(tǒng)的操作方式相同。

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F 所有電機控制為變頻調(diào)速,出現(xiàn)故障人機界面直接提示故障部位,人機界面

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中存有設(shè)備的操作說明書,操作者和維修者更容易使用設(shè)備和維護設(shè)備。

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G 自動功能自動實現(xiàn)兩端不焊接密繞、兩端正常密繞和正常進給等功能。隨著


自動化程度的提高,減少了手工動作,從而保證了產(chǎn)品質(zhì)量,提高了生產(chǎn)效率。

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2 機械結(jié)構(gòu)也有一定的優(yōu)化,操作較為便利,尤其是更換規(guī)格時節(jié)省很多時間,

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主要體現(xiàn)在以下幾個方面:

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A 托籠架的設(shè)計較好,改變規(guī)格時無需松開托筋架上的八條螺栓,只需改變一

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下定位銷的位置,這一改進大大縮短了調(diào)整時間。更換一次規(guī)格至少節(jié)省 20?分鐘時間。

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B 電極板預(yù)緊裝置設(shè)計較優(yōu),將環(huán)筋穿入縱筋與焊機電極板之間時,只需一人

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就可以完成,比傳統(tǒng)滾焊機需兩人配合才能完成此項工作大大提高料工效。

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C 焊接銅盤工作面(易損件)采用錐形鑲嵌式,既方便裝拆,又比傳統(tǒng)的螺釘

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包嵌式整體導(dǎo)電性好。

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D 繞線機的設(shè)計簡單實用,速度可調(diào),排線均勻,效率較高,操作人員反映較

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好。

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3 焊接速度從根本上得到提高,焊機由于采用次級整流作為焊接電源,由

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于電流不過零點、次級無感抗等諸多優(yōu)勢,焊接速度和交流電源相比有較大幅度的提高,

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同時焊接質(zhì)量也有明顯改善。主要體會有:

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A 采用次級整流時,由于是直流供電,不像交流電源每個周波都要通過零點,

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焊接區(qū)域升溫快,同時避免了交流電流幅值下降時冷卻造成的熱量損失,提高了焊接熱效

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率,又能減少交流電幅值上升時電流過大而造成的飛濺,從而焊接質(zhì)量大為提高。

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B 采用直流供電,消除了交流電流每個周波電流通過零點的影響,電流密度可

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大幅度提高,為提高焊接速度提供了能量方面的可靠保證。

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C 直流電源使焊接變壓器的容量可以較大幅度的減小,這是由于電流與磁場無

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相位差,也無集膚效應(yīng),同樣大小的電流,采用直流時,焊點電流密度高,電流更集中的

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通過焊接中心區(qū)。因此同樣條件下,所需電流比交流電源低 25~30%,焊點強度會更高,

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更加省電。

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D 直流電源焊點強度均勻,由于直流電源,兩電極間無交變電磁場產(chǎn)生,電級

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壓力恒定,不會造成每個焊點強度不一致現(xiàn)象。同時也不會因受交變電磁場的反復(fù)作用產(chǎn)


生疲勞損壞,電極的壽命得到延。

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E 直流電源感抗可略,焊接回路鐵磁性材料的存在(由于焊機的結(jié)構(gòu)特點,無

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法消除鐵磁性材料的存在),不會影響焊接電流的大小,功率因數(shù)可提高到 0.9(交流功率

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因數(shù)最高達 0.3),焊接回路熱量損失大大降低,因此較交流電源相比,回路發(fā)熱較小,這

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也是電極板壽命較交流電源相比壽命提高的原因之一,而有些單位為提高焊接速度,一味

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通過提高電源容量增加焊接電流而導(dǎo)致回路嚴重發(fā)熱,電極板壽命低,有的甚至主機過熱,

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將軸承燒死,咬合在一起,造成焊機整體報廢。

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F 直流電源焊接飛濺大幅度降低,焊接強度較交流電源高出許多。這是因為焊

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接初期,電流很小,直流電源主要受回路電阻影響,只對電阻變化敏感,隨著焊接過程的

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持續(xù),接觸面積增大,電阻值減小,焊接電流也隨之自動增大。焊接結(jié)束時,由于焊件熱

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態(tài)時電阻增大,電流值也有所減小。這一加熱特點使電流不像交流電源那樣突然增大、減

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小。飛濺小使得鋼棒的強度損失降到最低,骨架整體強度得到保證,在張拉過程中縱筋被

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拉斷的可能性大為降低。因此我們體會到采用直流,提高焊接速度是可行的。

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二、提高了整機的使用壽命,降低了運行成本,主要體現(xiàn)在以下幾個方面

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1 采用直流電源,電流密度高,無電感,功率因數(shù)提高等因素,減小電源的功

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率,電源總功率由原來的 200~300KVA?降至 150KVA?左右,耗電量減小 30%~50%

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2 直流電源使得次級回路發(fā)熱量小,電極力恒定,自動限流等原因?qū)е嘛w濺減

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小,使電極板的壽命得到提高,是交流電源電極板壽命 56?倍。這是因為無瞬時大電流

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的產(chǎn)生,減小了對電極的灼燒;同時飛濺物過多時,會大量粘附在電極板的表面,而粘附

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物的主要成分為金屬的氧化物,質(zhì)硬,加劇電極的磨損。另一方面,粘附物的存在降低了

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電極板的散熱作用,使電極板的溫度過高,造成軟化,同時造成電極板導(dǎo)電性能進一步惡

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化,電阻率進一步上升,電極板的壽命就會急劇降低,而直流電源很好的解決了這些問題。

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據(jù)我們對焊接銅板易損件的損耗統(tǒng)計對比,新型焊機每米鋼筋籠焊接時平均銅耗量是傳統(tǒng)

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焊機的 65%左右,在銅金屬價格日益快速上漲的今天,僅只一項就可為企業(yè)節(jié)約一筆不少

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的成本。


3 三個電機采用變頻調(diào)速自動控制與傳統(tǒng)得手電無級調(diào)速相比,馬達的故障率

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降低了許多倍,且節(jié)約能源。這是因為變頻啟動的方式是降壓、降頻的方法,比常規(guī)的減

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壓啟動電流可以減小,對電網(wǎng)負載影響也大大減小。

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三、存在問題

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根據(jù)我們使用已半年多的情況來看,該新型滾焊機性能很穩(wěn)定,生產(chǎn)操作人員都反映

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同比傳統(tǒng)交流滾焊機好用。存在問題主要是電源造價偏高,如果今后要更換的話還需制造

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廠家提供;另外還有電源部分需強制水冷,有些不太方便,特別是北方地區(qū)冬季結(jié)冰天如

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不用一定要放干凈積水。這種新型滾焊機技術(shù)性能同比目前市場上普遍采用的傳統(tǒng)交流滾

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焊機其優(yōu)勢是十分明顯的,而售價并不比傳統(tǒng)滾焊機高,性價比不錯,值得推廣。


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