钢桶焊缝的质量控制与缝焊机故障排除

南通澳斯派克焊机有限公司 黄惠德

南通澳斯派克焊机有限公司专业生产缝焊机二十多年，主要产品有汽车油箱缝焊机、柴油机油箱缝焊机、汽油机油箱缝焊机、摩托车油箱缝焊机、电热油汀缝焊机、变压器散热片缝焊机、小口径钢桶缝焊机、工频交流、三相变频、中频逆变、钢桶免点缝焊机，全自动中频逆变缝焊机正在调试考核使用当中。

下面利用钢桶行业年会的机会与大家一起探讨一下钢桶焊缝的质量控制与缝焊机故障排除。

一、钢桶焊缝的质量控制

1.导电轴与导电套接触不好的控制

缝焊机的工作原理是低电压大电流通过两个电极短路发热，将钢板熔化，达到密封的目的。在钢桶焊接过程中将有16000A左右的大电流通过活动的接触面从变压器传递到焊轮上，由于受材料电阻与硬度的制约，我们不能为了增加硬度而选用可以热处理的钢件做导电轴与导电套来增加耐磨性，所以只能选择现在经过热处理的铬锆铜材料来作导电轴，用紫铜或94铜来作导电套。虽然采用上述两种材料作为活动接触导体，导电率是提高了，但是耐磨性比较差，尤其是这两种材料的硬度差小，容易造成结合面上拉毛甚至打火咬死，当导电轴与导电套接触面出现上述情况时，容易造成接触面的发热，并引起缝焊机焊接时电流不稳，出现焊缝渗漏。所以缝焊机必须要选用软化温度、硬度比较高的铬锆铜作为导电轴，这样不容易产生拉毛等现象。同时操作工对导电轴与导电套之间要勤加油，当发现导电轴与导电套磨损严重时要及时更换，保证焊接电流的稳定，以免由于轴与套的接触不良，设置的电流参数改变，造成焊缝渗漏。

我们公司最近开发的全自动缝焊机改变了过去钢桶缝焊机使用的轴套式结构，采用蝶形导电环与银瓦导电环相结合的结构。由于这种结构磨损后有自动补偿功能，很大程度上提高了焊接电流的稳定性。

2.电极回路中各个导体接触面不好的控制

在钢桶生产过程中，缝焊机表面看上去焊接很正常，网路电压、控制器、焊接钢板也都很正常。但在钢桶翻边试漏过程中经常出现严重的开裂与渗漏，这很有可能在缝焊机电极回路中，某个导体连接部位，由于氧化、打火、螺丝松动等原因，出现接触不良。这时可以使用直接短路的方法，在冷却水正常通水的情况下，按正常焊接的电流直接短路，十分钟左右后，检查到那个部位特别发热，说明这个部位的接触面肯定有问题，需要拆开进行修正处理。

3.缝焊机焊接速度不均匀的控制

缝焊机在焊接过程中，由于送料架制作不标准，免点缝焊机、全自动缝焊机的定位轮、夹紧轮、内外料架调得太紧，或者导向槽等其它部位位置不当，使得钢桶在焊接过程中，阻力或大或小，造成速度不均匀，从而在同一规范的情况下，引起热量忽大忽小，出现焊缝渗漏、开裂等不稳定现象。这时我们就要及时检查缝焊机可能引起速度不均匀的隐患部位，并及时排除。

4.焊接压力大小的控制

缝焊机属于电阻焊机的一种，它是采用对工件加压，并通上大电流直接短路的方式溶化金属达到焊接的目的，在焊接电流相同的情况下，焊接压力不同两层钢板之间的电阻大小不同产生热量也不同，压力越大，钢板之间的电阻越小，反之电阻越大，所以保持焊接压力的一致性，对焊接电流的稳定，焊接质量的好坏有直接的关联，因此在正常生产情况下，一定要控制好焊接压力的恒定性，我们在选用焊接压力时，多厚的钢板选用多大的压力，要制订工艺标准，规范操作。

5.焊轮的材质与硬度控制

缝焊机焊接过程中，钢板在两个焊轮之间受到一定的压力，通过大电流加热溶化，所以对焊轮的要求较高。现在能作为焊轮用的材料，目前有铜钨合金、皮钴铜、铬锆铜。为了提高焊轮的利用率，最好选用硬度高的铜钨合金、皮钴铜，但这两种材料价格很高。也有生产厂试制镍铬铜作为焊轮，但这类材料软化温度低，并容易发脆，还会和钢板粘连。所以目前铬锆铜作为焊轮还是最经济的选择，但是铬锆的热处理硬度一定要达到国家标准HRB75º以上，才能保证焊轮的耐用性、经济性和焊接质量。同时在焊接时，焊轮表面的铁碴、垃圾等一定要清除干净，以免造成焊接电流的变化。

6.钢板搭边宽度的控制

横切缝焊机的焊缝，表面看上去好象是全部焊牢，其实不然。焊缝的溶化部位是由溶体、溶核两个区域组成。靠近发蓝区两边部分，由于受电流的流向及焊缝保护边散热程度影响，焊缝两边部分不一定是完全焊牢，只有中间溶核部分才是真正的焊牢。所以在焊接工艺上有这样的规定，焊缝的搭边宽度是两层钢板的厚度相加再加1.7的系数，比如用1.2毫米钢板生产钢桶，它的搭边宽度应该是1.2毫米+1.2毫米+1.7系数等于4.1毫米。我们可以理解为1.2+1.2毫米的厚度相当于溶核宽度，1.7系数相当于溶体，溶核最小不能小于钢板两层厚的宽度。搭边太小，在涨筋、卷圆、翻边等后道工序中容易开裂，所以必须控制好一定的搭边宽度，才能保证焊接质量，不能一味追求搭边越小越好。当然搭边太多，既费材料，又费电，同时对缝焊机使用也不利。在实际生产中小于0.8毫米厚度的钢板，特别是镀锌板，由于打磨锌层可能磨掉一部分钢板本体，所以搭边宽度要适当加大。

7.钢板下料尺寸的控制

在缝焊机缝焊过程中，钢板下料的控制对焊缝质量有相当大的关联。特别是使用免点缝焊机、全自动缝焊机时，下料的长短如果误差太多，会引起钢板通过焊轮时的阻力变化，造成钢桶在焊接过程中出现速度变化，引起热量不稳。如果下料对角距离误差太大，造成搭边宽度大小不等，也会引起焊接热量的变化，甚至桶体的报废。所以下料时必须控制好钢板的长度及对角距离。

8.钢板材质的选用控制。

目前市场上供应的钢板主要有SPCC  ST12等几个牌号，钢板含碳量越高，热溶性越差，容易发脆，造成焊接规范不好找，出现渗漏现象严重，很多钢桶生产厂家都有这方面的体会，有好多的钢桶生产企业碰到同一牌号、同一个批次，甚至同一卷钢板的质量也有差异。同样一台缝焊机，同是一个焊接规范，产品渗漏率就是不一样，所以要控制好焊缝质量，必须选择既要价格便宜又要处品率小的钢板牌号作为首选材料。

9.镀锌板焊接时打磨不均的质量控制

钢桶焊接过程中，材料的厚薄不均对焊接热量变化有很大的影响，当操作工选好一定焊接规范后，由于镀锌材料在打磨过程中出现的厚薄不均或者锌层没有完全打磨了，焊接时热量就出现无规则的变化，所以打磨镀锌板时最好使用机械，少用手工打磨，并且一定要调正好砂轮磨量的多少及均匀程度，防止出现厚薄不均或者斜边。

10.焊件移位不稳定的控制

钢桶在焊接过程中，除了速度和压力的控制以外，工件移动的稳定性也相当重要，由于机械的原因，工件出现左右、上下扭动，极有可能在某一个部位出现钢桶的渗漏，并且老是在一个位置，就要观察检查工件是否在焊接过程中有扭动现象。

11.控制器使用的调正控制

目前缝焊机生产企业使用的控制器有普通微机控制器、变频控制器、中频控制器、三相次级整流控制器这几种，这些控制器目前质量应该都比较稳定，但在焊接规范选用与调正上有一定的讲究，在选用规范时，建议采用电流小幅度调正，钢桶小批量试焊，特别在使用免点焊机、全自动缝焊时，焊接一个检验一个，等渗漏、开裂现象基本稳定后，才大批量焊接，防止钢桶出现成批的修补，甚至报废。

另外在焊接电流调正后，如改变焊接速度或焊接压力时，要适当重新调正焊接电流，以免出现焊接的钢桶的开裂、渗漏。

12.冷却水的水温及水质控制

在焊接过程中，缝焊机相当于一台大功率的电炉，这么大的电能传化为热能，需要用冷却水来冷却，把热量带走。如果冷却效果不好，缝焊机整个电极回路的温度越来越高。大家知道，金属材料有一个特性 ，温度越高，电阻越大，导电率越低，我们在少数的客户中发现过这种情况。开始焊接正常，开机一段时间后出现了批量的渗漏现象，其实这就是由于水温不断增高，焊接热量不断减小的缘故，这样就出现了产品质量的不稳性，所以，对循环使用的冷却水一定要配备冷却塔等有效的水冷却设备。另外冷却水的水质要控制好，不能有垃圾杂质等进入缝焊机冷却水路中，以免堵塞管道，降低冷却效果，甚至烧坏变压器等其它部件，产生不必要的麻烦。

13.网路电压稳定的控制

电网电压额定标准380V，但实际电网一般略高于这个标准，由于网路负载大小的不同也有网路电压低于380V的情况，当网路电压压降大于10%以上时，就会产生缝焊机的热量调节幅度很小，电流稍微调大一点，工件就击穿，稍微调小一点工件就会渗漏、开裂，并出现焊缝不美观。还有一种情况，由于配电变压器容量小，当其它大功率用电器开机后出现网路电压忽高忽低，这种现象对焊缝来说是最忌违的。当正常焊接时电压突然降低或升高，这段焊缝就会出现渗漏。另外配电变压器距离缝焊机太远也会出现上述情况。所以出现这些问题必须要改善网路的质量，一是加大网路变压器的容量；二是避开大功率用电器交叉使用；三是缝焊机尽量靠近配电变压器或者加大电缆线规格，最好使用铜芯电缆线。还有就是使用中频缝焊机或变频控制器缝焊机，以减少对网路的负载。

二、缝焊机故障排除

1.出现空气开关跳闸，焊轮直接短路打火冒烟。

一般是变压器层间短路或初次级击穿，排除方法：脱开变压器连接电缆线，用万用表检查。

2.控制器显示报警，不工作。可能是控制器缺水或水压太低，也有可能是缝焊机过电流、欠电流，过电压、欠电压。排除方法：检查冷却水水压、水流是否正常，热量调正是否合理。

3.变压器出现振动、空气开关跳闸、工件击穿。

可能是可控硅单管导通或管芯全部管通。排除方法：更换可控硅。

4.起动缝焊机焊接开关后，焊轮下不来。

可能是电磁阀没有接到控制器信号，电磁阀阀芯卡死不换向，电磁阀线圈已烧坏。排除方法：检查电磁阀联线是否有电流信号，如无信号检修控制器，用手动按电磁阀换向是否动作，如无动作更换电磁阀。

5.焊轮压紧工件后不转动。

排除方式：检查控制器有无电机控制信号，控制电机的继电器是否有动作，电动机是否已烧坏，调速变频器有否故障，传动轴梢子是否脱落断裂，电极轴与瓦之间是否咬死。逐一排查处理。

6.焊轮下来后没有焊接电流。

排除方法：检查控制器有无焊接信号输出，水压开关开启是否失灵，逐一排查检修。

7.焊轮下来就打火：

有可能加压时间太短、气源压力供应跟不上、焊接压力调得太小、气缸活塞密封圈磨损严重，引起上下气室串气。

排除方法：延长焊接加压时间，提高气源压力或配置储气包，更换气缸密封圈。

8.焊缝不清晰。

排除方法：检查焊轮表面是否有毛刺、铁碴、凹凸不平或修正轮齿尖是否磨损，工作电流调得太大。排除方法：打磨焊轮，调换修正轮，适当调小焊接电流 、检查电网压降是否过大。

9.焊缝头尾开裂。

排除方法：有两种现象：一是电流过大撕裂；二是电流过小开裂，如果撕裂调小电流，如果开裂调大电流。

10.发蓝区宽度不一致。

排除方法：仔细观察发蓝区宽度大小，无规律可能是二次回路某一个导体部位接触面不好，有规律的出现发蓝区宽度细微变化，可能控制器主控板有问题。处理方法：检查二次回路连接点。维修控制器。

11.焊轮错位。

排除方法：可能是导电套磨损量太大，更换导电轴与导电套。

以上是我们多年来，通过对缝焊机生产和客户使用过程中摸索出来的体会，尽供大家参考，如有不妥之处请大家谅解。