[发明专利]一种全自动窄搭接焊机增加在线退火功能的方法

说明书

技术领域

本发明属于冷轧板带技术领域，特别是涉及一种全自动窄搭接焊机增加在线退火功能的方法，对冷轧处理线中应用的TMEIC(日本东芝三菱公司)全自动窄搭接焊机增加在线退火功能。

背景技术

在冷轧板带生产中，对于含碳量在0.15％以上的高强钢和结构钢等高碳钢，经酸洗处理和轧机轧制后，常在罩式炉中完成退火工艺，而不采用连续退火的方式对钢卷进行后处理。原因为罩式退火方式为整卷处理，钢卷无需开卷即完成退火工艺；而在连续退火生产线中，钢卷需要经过开卷展开后以带钢的形式穿过整条生产线的各工艺环节，相邻两卷需使用焊机焊接实现头尾相连，以此来保证生产的连续性。对于普通低碳钢和无间隙原子钢来说，焊缝的强度足以穿过整条生产线而不断带，但是对于高碳钢则不同，由于基材的碳含量过高，焊缝较大的内应力导致焊缝具有极强的脆性，焊接质量不能可靠保证。

在焊接后以退火的方式对焊缝进行热处理，能够有效减小焊缝的内应力，细化组织晶粒，降低焊缝的脆性，从而提高焊缝的强度。然而在带钢处理线中普遍应用的各品牌的C型窄搭接焊机并没有焊后退火功能，包括TMEIC窄搭接焊机在内，不仅没有提供退火装置，而且设备紧凑无预留空间，使增加感应加热器等退火设备也相当困难。

TMEIC窄搭接焊机采用焊轮形式的电极，通过夹钳等辅助设备以一系列顺序动作实现焊接。正常的焊接动作如图1所示。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全自动窄搭接焊机增加在线退火功能的方法，解决了在无机械和电气硬件改动的情况下，单一通过PLC程序及相应人机界面的改造来实现TMEIC窄搭接焊机增加焊后退火功能。

为实现本发明的目的，本发明采用了下面的技术方案：

带钢经过焊接后，焊缝熔合区域电阻较大，应用这一原理，在焊接完成后对焊缝再次加载电流，使焊缝发热达到退火温度实现退火，通过在人机界面上对加载电流、焊轮压力和C型小车运行速度三个参数进行设定，使焊缝加热的温度达到退火工艺要求，三个参数的调节范围如下：

加载电流(即退火电流)：5～25kA

焊轮压力(即退火压力)：3～25kN

C型小车运行速度(即退火速度)：2～15m/min。

为实现上述功能，本发明在TMEIC窄搭接焊机的“焊接完毕焊轮和碾压轮抬起”和“入口和出口夹钳打开”动作之间，增加一套完整的退火时序，即：在焊接完毕小车回到操作侧后，使焊轮再次压下，完成与焊接类似的顺序动作。退火时序与焊机原有的前后顺序动作连贯衔接，作为焊机的一种功能模式，在人机界面上选择是否启用退火功能，在不启用退火模式的情况下，焊机顺序动作和改动前相同；在启用退火模式的情况下，焊接开始后的具体顺序动作如下：

(1)入口和出口夹钳关闭分别夹紧带头和带尾；

(2)剪子剪切带头带尾；

(3)出口夹钳倾斜抬起；

(4)入口夹钳向前进给使带头伸入带尾下方；

(5)出口夹钳倾斜归位完成搭接动作；

(6)C型小车运行到STAND-BY(焊接准备)位置；

(7)焊轮和碾压轮压下；

(8)C型小车向驱动侧运行，同时光电开关检测带钢边部，控制电极在带钢宽度范围内加载焊接电流；

(9)焊接完成后焊轮和碾压轮抬起。

从以下开始为新增动作：

(10)出口夹钳打开，入口夹钳保持关闭。出口夹钳打开用于释放由焊接引起的应力，入口夹钳不打开用于保持焊缝的位置不变化；

(11)C型小车返回到STAND-BY位置。为节省动作时间，小车直接定位到STAND-BY位置，不回到原点位置；

(12)焊轮压下；

(13)C型小车向驱动侧运行，同时光电开关检测带钢边部，控制电极在带钢宽度范围内加载退火电流；

(14)退火完毕后焊轮抬起。

退火动作到此为止，以下返回到原有焊接动作。

(15)入口和出口夹钳打开；

(16)C型小车运行到驱动侧停止；

(17)排出剪切废料；

(18)C型小车返回原始位置。

以上顺序动作如图2所示。

增加退火顺序动作涉及到以下四方面改造：

(1)主要通过改造与入口和出口夹钳、焊轮驱动和压下、废料运输链及带钢边部检测相关的顺控程序；

(2)改造C型小车的与定位顺序和定位位移相关的程序；

(3)改造原有人机界面和增加新的人机界面。