自適應控制提高了電阻縫焊生產率
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作者:ryweld
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發(fā)布時間: 2017-08-29
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采用縫焊機焊接氣密密封產品時需要焊接一系列搭接焊點。每個焊點都必須形成完全的點焊熔合,且不被排斥。若熱量太小,制造的焊點尺寸過小,則會引起泄漏。除了控制每個熔核的形成外,還需保證足夠的焊點間距,確保每個熔核能與下一個熔核搭接。
2、焊縫并不是以同樣的滾輪速度焊接。 滾輪夾緊工件并開始滾動。在滾輪加速到程控的焊接速度之前開始。在焊縫結尾處,當滾輪速度降低為零時,焊接仍在繼續(xù)。
這種方式需要在焊縫開始和結尾處采取必要措施以避免焊縫在較低速度下焊接造成的過熱。處理這種情況的傳統(tǒng)方法是在焊縫開始處采用上坡型熱輸入,在焊縫結尾處采用下坡型熱輸入。要獲得一致的焊縫性能,需要上坡型熱輸入曲線與在焊縫開始位置滾輪速度上升之間,以及下坡型熱輸入曲線與在焊縫結束位置滾輪速度上升之間,有精確的比例和協(xié)調性,這一點在實際應用中很難實現(xiàn)。
隨著滾輪速度的提高,諸如工件運送到焊機的變量負載等引起的瞬時的速度波動也開始產生。所有的這些變化都會造成焊縫大小的改變。
3、焊接發(fā)生在整個工件的無邊框設計。典型的無邊框設計縫焊應用場合是制造熱水器、55加侖圓筒、提桶以及噴罐等產品。當焊接工件送至焊機時,焊縫滾輪不得不在工件前沿上滾動,沿整個工件長度上移動,在工件后沿滾離。 在整個工件長度上,焊縫整體要求不能排斥。
傳統(tǒng)系統(tǒng)
制造這類工件的大多數(shù)操作都試圖通過在焊縫開始處采用上坡型熱輸入和在焊縫結束處采用下坡型熱輸入來控制工藝。一個限位開關或近距離傳感器檢測到工件靠近焊縫滾輪時,觸發(fā)焊縫進度序列。傳感器檢測到工件背面靠近時觸發(fā)焊縫端部下坡。制造商采用這種操作模式時由于不連續(xù)焊縫性能,導致較高的廢品率。
此外,采用這種方案進行縫焊操作的儀器顯示,工件前沿的焊縫要么太冷,要么太熱。無論怎么調節(jié)近距離傳感器,工件前端檢測系統(tǒng)時間的不確定性,以及工件與縫焊滾輪接觸時檢測發(fā)生的時間變化,使它幾乎不可能與工件進入縫焊滾輪前沿的熱輸入開始時間精確同步。
同步工件后端的下降坡,及時關掉熱輸入,具有相似的問題。如果熱輸入關掉太早,在滾輪滾離后沿之前,焊縫就會太冷。如果熱輸入時間過長,在滾輪滾離后沿之后,焊縫就會太熱。如果工件最后的焊縫仍舊在焊接,而滾輪已經滾離工件后沿很遠,那么由于排斥造成火花飛濺,還會損失材料。
案例分析
新澤西55加侖鐵桶制造時采用焊接速率為50英尺/分的無邊框縫焊。為了提高焊縫的一致性,減少廢品,公司將它的以單相交流焊接變壓器和可控硅整流器為基礎的焊接控制更換成中頻直流(MFDC)變壓器和傳統(tǒng)的逆變器控制。
然而,不是提高了生產率和降低廢品率,這些設備更新反而降低了生產率,增加了廢品率。制造商要求WeldComputer公司,Troy,N.Y 幫助分析焊接操作。
一款便攜式WeldView?監(jiān)控器被連接到生產線的焊機上,測試現(xiàn)行的焊接工藝。在實際生產中經過數(shù)小時的數(shù)據(jù)分析揭示了許多問題,其中最主要的一些問題如下:每個焊接脈沖不一致的熱傳送和工件前沿熱開始和工件后沿熱停止的不一致。
最初觀察到的是每條焊縫不一致的熱分配。檢測儀記錄下多種情況,約10%的電流波動和大約50%的焊接脈沖持續(xù)波動。還觀察到焊縫脈沖之間冷卻間隔的不一致導致的高殘余電流。這些電流在一個較寬的范圍內波動,制造的焊縫不是太熱就是太冷。
其次觀察到工件前沿熱輸入開始以及工件后沿熱輸入停止時不同步現(xiàn)象。監(jiān)測器記錄下了工件接觸焊接滾輪之前熱輸入就開始的重復事件,隨后在電流接通前,滾輪已經滾壓到工件的情況。
比如,當熱輸入在工件與焊接滾輪接觸前開始,工件前沿的焊縫就太熱。工件接觸焊接滾輪時就會產生飛濺,排斥的材料沉積在焊接滾輪上。
比如在電流開始前,滾輪已經在工件上壓緊,工件前沿就不能充分焊接。相似的現(xiàn)象也發(fā)生在工件后沿。當熱仍然存在而滾輪滾離工件后端,過量的熱和材料驅逐發(fā)生,當滾輪開始滾離工件后沿之前熱已切斷,就會發(fā)生焊接不充分的現(xiàn)象。
檢測還觀測到熱輸入在一個工件上開始得太早而在另一個工件上開始得太晚,但生產線對此卻沒有進行任何的調節(jié)。這就導致了系統(tǒng)不能可靠地協(xié)調所需熱和所需時間之間的同步,當工件通過焊機時不能正確地將熱輸入傳送到每個工件上。