高速钢桶自动缝焊机的推广与应用
深圳骏腾发自动化焊接装备有限公司 朱海鹰 王敬华
关键词：钢桶缝焊 节能 高速度 自动化
0．序言
我国钢桶产品以200L闭口钢桶为主，而钢桶的焊接生产也一直以通用型半自动缝焊机为主，以及部分企业进行配套改造与半自动缝焊机联合使用的组合装备，还有一些初级的全自动缝焊机。但与当今国际领域的先进的全自动缝焊机相比，远远不能达到国内乃至国际市场的需求，更不能满足快速发展的钢桶市场需要。目前，中国加入WTO以及中国国际加工业市场的事实，使对钢桶的数量、种类、质量、形式等各类需求大大增加，目前的钢桶生产手段已经满足不了对此数量和质量的需求。
一．简介
深圳市骏腾发自动焊接装备有限公司根据自己的焊接设备生产经验和自动化开发与研发优势，结合国内钢桶制造业的生产经验，引进和消化国际先进钢桶全自动缝焊技术，吸收并改良、开发、设计、生产出全新的高速钢桶自动缝焊机。该设备是金属桶类高速生产的重要设备，集下料、进料、卷筒、焊接、滚压焊缝、剪结舌、卸料于一体的复合型自动化焊接设备。控制采用高抗干扰的PLC可编程控制器和模块化电路，焊接电源采用了具有恒压/恒流功能和编程控制技术的直流焊接电源，保证工件的不同区域的焊接电流大小和个别外界因素波动对焊接质量的影响。
该设备额定功率为3相150KVA，380V三相输入，次级整流直流输出，比其他工频交流电源节省电能约30%，并且不会造成交流电源焊接时对电网的扰动影响和三相电不平衡影响。焊接速度可达每分钟16米，最高生产率达每小时720件的高速生产水平。焊接范围最大为直径571.5mm的国际标准钢桶尺寸，长度可由470mm到1100 mm，厚度方面直接看准国际薄板趋势，从0.5至1.5mm的均可焊接，使生产不仅可达到节约材料和成本，还可满足国际市场需求。钢桶材料可为碳钢、合金钢和有色金属等。
FNT-3×150高速钢桶自动缝焊机的卷筒与纵焊缝焊接在一台设备完成，无需对焊缝点焊定位，提高了生产效率。焊接速度、焊接电流、电极压力等参数调节方便，搭边量稳定可靠。焊缝经过两道滚压，进一步提高了质量，并且工件表面光滑美观。电极轮在不拆卸的状态下可对电极轮进行修整，提高了维护效率。控制系统采用人机界面，触摸式控制，全中文操作，直接显示故障状态，维修方便快捷。
工艺流程如图所示
具体工序如下：
下料：将需要加工的材料引入下料装置，根据所需材料宽度剪切，后送入进料装置等待推进圈圆。
卷筒：自动进料装置根据下道工序的工作情况，自动将剪好的钢桶板料推入与整机一体化的卷筒部件，将剪裁好的钢板根据需要卷制成对应直径的桶状。
输送：通过变频电机，链条传动装置等，将桶身输运到待焊位，再根据焊接工位情况由推进部件将桶身推进至焊轮入口。
定位焊接：焊接工位由三组定型轮，上下焊轮组成，根据调节好的专用的热量控制程序，对缓升、阻抗变化、缓降、网压变化等进行自动调整，确保焊接质量，搭边宽度仅有3~4毫米。焊轮可自动横向移位,大大延长了焊轮的使用寿命。
滚压整形：工作过程中，桶身在离开焊轮后，即进入与焊轮同步运转的滚压轮中，此时桶身的焊缝仍处于红热状态，在一定压力的碾压下，其内部结构变得更加紧密，减小了焊缝搭边的台阶，减少了搭边处的重叠厚度，形成平整光滑美观的平面焊缝。
剪结舌：将焊接接缝处碾压挤出的接头剪掉，方便下道工序工作。
外形及结构如图所示 |
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设备操作系统分为三大操作方式：自动循环操作；步进操作；分段操作。部分操作界面如下图所示：
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开机界面 |
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生产预置界面，预定本次生产量 |
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故障消息显示界面，提示当次故障所在位置，方便维修和维护 |
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操作方式选择界面，用于选择不同操作方式 |
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焊接参数调整界面，调节不同区域的焊接电流大小和缓升缓降大小 |
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维护设置界面，提示已到设定的润滑、加油、清洁电极等的设定次数，保证设备安全可靠的使用，体现设备人性化的一面。 |
二．特点
1．高速度：自动化程度高、生产率高、连续性强，每小时最高可焊接720件工件。 由于这台设备实际上是一台卷、焊联合的自动化高速缝焊设备，各工步所需时间可重叠（七个工步重叠），而且一名操作人员也可以完成对整台设备的操作和监控，较之于国内目前的钢桶缝焊机，所以称之为“自动化程度高、生产率高、连续性强”。
2．焊接范围较宽：可焊接长度在480～1100 mm、最大直径571.5 mm、厚度为0.5～1.5 mm的碳钢、合金钢为母材的金属桶类，其中以200L～208L钢桶为较佳。
3．自动化程度高：完全可以排除半自动缝焊机所需要的缝焊前的抛光、圈圆、搭边点焊等前道工序，以及缝焊后的修边打磨的后道工序，达到了通过钢桶全自动缝焊机全部高速自动的一次性完成的高效工作。生产效率可达5秒钟一件。
4．操作方便：电控系统的控制采用PLC编程控制器和人机界面，全中文人机对话。焊接质量稳定，电极压力、焊接电流、焊接速度等参数调节方便，搭边量稳定。
5．可靠美观：焊缝经过两道滚压，进一步提高了焊接质量,工件外形表面光滑美观。
6．工作稳定：采用FNT-3×150型高速钢桶全自动缝焊机进行生产，由于恒流控制焊接电流，所以可以排除由于回路电阻、电网波动等对外界因素对焊接质量的影响，并能够保证0.5mm国际流行的薄板钢桶焊接和国内1.5mm的钢桶焊接，有较大的调节范围，焊接更稳定。
7．节约能源：焊接电源采用三相次级整流焊接电源，其无功损耗少，焊接回路的功率因数高达95%，电网负载均衡，没有交流焊接电源所造成的线电流大，网路电压波动大的影响，改善了其他设备的用电环境。焊接过程中无需考虑金属桶身对阻抗的影响造成的电流变化和磁场影响,使焊机获得更加稳定的电流、热量和磁力场。由于焊接电源直流输出，减少对电网的影响，焊接能量集中，降低了输入功率，节省了能源。
8．节约材料：FNT-3×150型高速钢桶缝焊机采用了新的搭边焊接工艺，搭边只有3-4mm，比原来的搭边宽度10mm降低了材料使用量，节约了成本，减少了焊缝的受力影响，减轻了后道工序的处理量。
三．推广
目前，FNT-3×150型高速钢桶缝焊机已全部国产化生产，在用户的使用过程中所生产产品已经达到和超过进口设备所生产的产品要求，并可以逐步代替国内外各种工频交流自动和半自动钢桶缝焊机。在实际生产中取得良好的经济和技术效益
（1）提高焊接质量，钢桶的不合格率均由原来的4%下降到2%以下，大大提高了焊缝质量，解决了焊缝渗漏问题。
（2）节约能源：原来用国产焊机需FN150-5型焊机3台，75KVA点焊机2台。5KVA卷圆机一台，总容量为605KVA。用6台设备完成的工作量仅用一台FNT-3×150型高速钢桶缝焊机即可完成。
（3）采用新工艺提高生产水平，减轻了劳动强度，自动焊机集卷筒、点焊定位、纵缝三道工序于一机完成，缩短了工艺流程，自动化程度高，减轻了劳动强度，减少了操作人员。
对于我国每年几千万只的钢桶生产，以及不断增加的国际贸易促进下的国际需求，钢桶包装行业在产品结构和技术上不断与国际接轨，FNT-3×150高速钢桶缝焊机已经能够满足钢桶板厚变化的需求，还将不断满足钢桶生产在其他方面的需求。
与钢桶制造行业共同实现由小规模生产向大规模集团化、基地化发展，小品种向国际化多品种发展，提高和达到更高的钢桶工业水平。
参考文献：
（1）.论钢桶包装业发展趋势 杨文亮
（2）.我国钢桶缝焊机的现状和发展方向 杨文亮
（3）.我国钢桶产品发展新趋势 杨文亮 辛巧娟
（4）.钢桶自动缝焊机的应用与开发 中国钢桶包装网
