摘要：简述了FB21C闪光对焊机在唐钢冷轧厂二酸洗线上对带钢进行焊接的实现方法。在闪光阶段，采用移动机架的速度控制和位置控制两种方式，这样的控制方式简单、稳定、可靠，有利于连续闪光;在顶锻阶段，采用移动机架位置控制方法，可使液压系统快速、精准地完成顶锻动作。在保证来料质量稳定和板型符合要求的基础上，FB21C闪光对焊机运行稳定、焊缝质量好、无焊缝断带现象发生，可保障酸洗生产线实现连续生产。

　　关键词：闪光对焊机冷轧酸洗线速度控制位置控制焊缝断带

　　引言

　　传统的单卷冷轧方式，很难保证一卷带钢的头部和尾部质量均匀，尤其是带钢的厚度、板形、平直度等。随着冷轧技术的不断进步，冷连轧解决了上述问题。但在非常短的时间内，使运动的钢带连接起来成为新的课题。为此人们提出了很多焊接方式，如激光焊接、直接通电流焊接、电磁感应焊接和闪光对接焊接。在这些方法中，以闪光对焊最为实用、高效。闪光对焊由于热效率高、焊接质量好、可焊金属和合金的范围广,不但可以焊接紧凑截面,而且可以焊接展开截面的焊件，如型钢、薄板等。

　　随着对薄钢板的连续生产重视程度的提高，各钢铁企业引进的一批具有国际先进水平的冷轧薄板生产线相继投产，这些生产线大多采用酸洗机组和冷连轧机组联合形成酸洗轧机联合机组,这种生产方式是全连续冷轧机组的进一步发展，具有工艺简化、快速节能、轧制与产品质量稳定、高的生产效率和低的生产成本等特点。从热轧原料到精轧制的冷轧钢卷在一条机组上经酸洗、轧制工序连续加工，带钢在酸洗前首尾焊接，并进行无头轧制，没有了钢卷中间转运等工序，提高了生产效率和经济效益。实现薄钢板的无断带焊接成为保证连续生产的关键环节;闪光对焊技术焊接速度快,焊接质量稳定可靠，易实现自动化，而且设备的操作简单，故在冷轧薄板的生产中得到了广泛的应用。

　　本文中主要介绍的闪光对焊机在唐钢冷轧厂冷轧薄钢板生产线二酸洗线上的应用和控制方法 1 唐钢酸洗线使用的闪光对焊机焊接原理唐钢酸洗线使用的闪光对焊机闪光对焊是利用电流通过电阻时所产生的热量加热焊件，再经顶锻以达焊接目的。

　　焊接电源接通后使带钢头尾轻微接触。对口间将形成许多具有很大电阻的小接触点，此时两钢带接触点之间存在着较大电阻，电热效应使钢带迅速得到加热。两钢带的接触面微观上是凹凸不平，因此首先接触的是一些凸出点，这些接触点在较大的电流密度的加热下瞬间达到熔化状态，从而在连接对口两端面之间形成多个液体金属过梁，这些过梁在进一步加热的过程中被“爆炸”而破坏，使熔化的金属从钢轨接触面的缝隙中飞出，形成闪光。再进一步加热和通过闪光的作用，使钢带端面的温度逐渐均匀一致，形成一熔化金属薄层，防止周围气体侵入。与此同时，迅速施加顶锻力，迫使焊接面相互挤压，使闪光时形成的火口得到充分闭合，并挤出全部液体金属，将两钢带焊联成一体。

　　闪光过程中获得的热量可通过焦耳定律来计算，即：E=r I2 t (公式1)

　　式中：

　　E--通电过程中产生的能量

　　r――带钢头、尾接触区域的电阻

　　I――电流

　　t――时间

　　焊接过程中，能量一部分随金属的熔化消耗掉了，另一部分以热量的形式留在带钢头尾接触部分。在闪光对接焊技术中，只有后者是有用的，因此应使其最大化。

　　考虑以下原因：

　　――加热能量与接触区域温度成正比

　　――焊接电流直接影响接触区域温度

　　――焊接时，电压保持不变，焊接电流只与接触区电阻有关

　　――移动机架前行越快，对口间隙越小，电阻越小

　　由以上原因可以推断：带钢头、尾的加热完全受移动机架行进速度的控制。

　　图1 FB21C闪光对焊机等效电路 2 闪光对焊机的主要焊接过程 2.1 闪光阶段闪光阶段是指接通电源使两焊件端面轻微接触，在很大电流密度的加热下，瞬间熔化而形成连接对口两端面的液体过梁，并产生过梁爆破，出现闪光。

　　闪光阶段具有以下作用：

　　①加热焊件，热源主要来源于液体过梁的电阻热以及过梁爆破使部分金属液滴喷射在对口端面上所带来的热量。

　　②烧掉焊件端面上的脏物和不平，从而降低对焊前端面的准备要求。

　　③液体过梁爆破时产生的金属蒸汽及气体(CO, CO2等)减少了空气对对口间隙的侵入，形成自保护。同时，金属蒸汽及抛射的金属液滴被强烈氧化而减少了气体介质中氧的分压，从而降低了对口间隙中气体介质的氧化能力。

　　④闪光后期在端面上所形成的液体金属层，为顶锻时排除氧化物和过热金属提供了有利条件。 2.2 顶锻阶段顶锻(upsetting)是闪光对焊后期对焊件施加顶锻力。在闪光阶段后期，在端面上形成液体金属层，为排除氧化物和过热金属提供了有利条件，此时对焊件施加顶锻力，使烧化端面紧密接触，是使其实现两端面优质结合所必须的操作。顶锻必须满足两个条件:要有足够大的顶锻速度，以排除氧化物和液态金属;要有足够大的顶锻力，以便使接头产生应有的塑性变形。

　　顶锻的作用：

　　①封闭对口间隙，挤平因过梁爆破而留下的火口。

　　②彻底排除端面上的液体金属层，使焊缝中不残留铸造组织。

　　③排除过热金属及氧化夹杂，造成洁净金属的紧密贴合。

　　④使对口和邻近区域获得适当的塑性变形，以促进焊缝再结晶过程。闪光对焊时，为获得优质接头，顶锻时必须满足下面的基本要求：即对口及邻近区域获得适当的塑性变形。顶锻进行的越快，金属在尚未封闭的间隙中受氧化的时间越短，接头质量也越高，但是过大的变形食会使毛刺增大，还会引起层状撕裂等缺陷。

　　顶锻阶段又分为带电顶锻和无电顶锻两种情况。带电顶锻是使端面液态金属不至于过早冷却，使对口加热区保持一定的深度，这在大截面焊件的对焊中尤为重要.无电顶锻是在切断电流后进行，所需的顶端力应保证把全部熔化了的金属及氧化物夹杂从接口内挤出，并使近缝区的金属有适当的塑性变形。 2.3 保压和推凸阶段在闪光顶锻完毕，保持一定压力，可使焊件保持良好的连接状态，不易于变形;推凸阶段指焊件还在塑性的情况下，将多余的焊瘤推掉。这两个阶段对形成优质的焊接接头是非常有用的，是对焊操作不可缺少的环节。 3 唐钢酸洗线闪光对焊机的焊接控制方法 3.1 闪光阶段移动机架前移速度的控制(速度控制模式)由前面的论述我们已知，FB21C闪光对焊机焊接的闪光阶段完全由焊接速度决定，即由移动机架的移动速度决定。而焊接速度应该受到移动机架速度、电压、电流的影响，所以，闪光过程的速度是一个与三者有关的函数。如图所示：

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