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      采用縫焊機焊接氣密密封產(chǎn)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。

      每個精確的點焊應(yīng)用通常需要選擇合適的電極材料、電極直徑、電極壓力、電流以及時間多少等。為了持續(xù)控制電極與工件的接觸面積并從一個焊縫到另一個焊縫施加可重復(fù)電極壓力，需要一臺帶合適工具的縫焊機。有效的控制能精確傳送每條焊縫的可編程電流，任何一個參數(shù)的變化都會改變點焊結(jié)果。

     點焊機也能用于制造氣密密封工件。焊接時，一條焊縫完成后，需要將電極移開工件，然后移動工件至一定的距離，再將電極重新移到工件上，焊接另一條焊縫。不斷重復(fù)這個過程，直到焊完所需長度的整條焊縫。點焊距離必須精確控制，確保每個焊點與下一個焊點能足夠搭接。

     當焊接搭接焊點時，第二條焊縫要比前一個焊縫小。這是因為焊接第二條焊縫的一部分電流會沿著第一個焊縫焊接時電流路徑傳導(dǎo)。第三條焊縫要比第二條焊縫更小。也就是說，焊接第三條焊縫時，除了一部分電流會通過第二個焊縫焊接時的電流路徑傳導(dǎo)，還有一部分電流會沿著第一條焊縫焊接時的路徑傳導(dǎo)。這種現(xiàn)象稱作分流。

      焊接操作中，如果對所有的焊縫都采用同樣的電流，那么第一條和第二條焊縫焊接會產(chǎn)生排斥現(xiàn)象。如果使電流低至防止最初的幾個焊縫中發(fā)生排斥，那么所有后續(xù)的縫焊尺寸就會比預(yù)期的小。這種情況只有通過對第一和第二條焊縫編程合適的低電流進行改進。
  
縫焊
      縫焊機比點焊機更能有效制造一條氣密焊縫?？p焊的電極滾輪能方便的滾動到下一個位置進行下一條焊縫的焊接，而不是讓電極抬升離開工件，而只需移動工件一定的距離，便可再將電極重新放在工件上施焊。此外，整合了可控系統(tǒng)的縫焊焊機無需增加專門的定位裝置或工具就能夠精確地控制點焊距離。

        共有兩種模式的縫焊：斷續(xù)縫焊（通常也指滾點焊）和連續(xù)縫焊。
  
斷續(xù)縫焊
      斷續(xù)縫焊時，滾輪滾動至合適的位置然后停止，進行焊接。當焊完一條焊縫后，滾輪滾動到下一個位置然后再停止，焊接出下一條焊縫。這種工藝重復(fù)進行，最終獲得所需長度的焊縫。

     斷續(xù)縫焊的物理動態(tài)與點焊類似。為了獲得優(yōu)良焊縫，可以在焊接的任何時間進行控制。通過自適應(yīng)控制來調(diào)節(jié)點焊質(zhì)量的所有典型方法也都同樣適用于斷續(xù)縫焊。這些方法包括自動糾正工件表面污染物和工件裝配不良等問題。比如當排斥現(xiàn)象發(fā)生時，在1ms的時間內(nèi)立即關(guān)掉熱輸入，自動對該部位進行焊縫修復(fù)。

     在斷續(xù)/滾點焊工藝中，生產(chǎn)率受限于一條焊縫完成后滾輪從靜止狀態(tài)的加速有多快，然后滾動到下一個焊接位置，再完全停止，進行下一條焊縫的焊接。
  
連續(xù)縫焊
     連續(xù)縫焊時，焊接每條焊縫時滾輪連續(xù)轉(zhuǎn)動。不像斷續(xù)縫焊，這種工藝焊接每條焊縫時，采用固定的時間窗約束。因為沒有辦法改變每條焊縫的焊接持續(xù)時間，所有適應(yīng)性方案和修復(fù)動作都必須在焊接每條焊縫時采取。它主要的優(yōu)點是能以較高的焊接速度進行生產(chǎn)。
  
速度
     連續(xù)縫焊中，速度是焊接工藝的另一個關(guān)鍵因素。焊接焊縫時，一旦電極尺寸、電極壓力、焊接電流和焊接時間確定后，提高滾輪轉(zhuǎn)動速度會造成焊縫變冷，而降低滾輪轉(zhuǎn)動速度會造成焊縫變熱。
  
典型操作模式
     在制造中連續(xù)縫焊通常有三種模式。
     1、所有的焊縫通過滾輪在工件表面以同樣的速度滾動進行焊接。滾輪夾緊工件然后開始滾動，一直到滾輪加速到程控的焊接速度后，才開始焊接。在滾輪速度減少到零時，最后焊縫才完成。

     如果工件同樣工具連續(xù)送給到焊機，控制電極壓力、滾輪速度、維持熱和時間穩(wěn)定，那么在縫焊開始的幾條焊縫中，控制分流現(xiàn)象是唯一需要強調(diào)的。

      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(jié)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(jié)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(jié)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(jié)束位置滾輪速度上升之間，有精確的比例和協(xié)調(diào)性，這一點在實際應(yīng)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(chǎn)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(shè)計。典型的無邊框設(shè)計縫焊應(yīng)用場合是制造熱水器、55加侖圓筒、提桶以及噴罐等產(chǎn)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(jié)束處采用下坡型熱輸入來控制工藝。一個限位開關(guān)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(dǎo)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(diào)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(guān)掉熱輸入，具有相似的問題。如果熱輸入關(guān)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(jīng)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(chǔ)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(chǎn)率和降低廢品率，這些設(shè)備更新反而降低了生產(chǎn)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(chǎn)線的焊機上，測試現(xiàn)行的焊接工藝。在實際生產(chǎn)中經(jīng)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(dǎo)致的高殘余電流。這些電流在一個較寬的范圍內(nèi)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(fù)事件，隨后在電流接通前，滾輪已經(jīng)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(chǎn)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(jīng)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(qū)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(chǎn)線對此卻沒有進行任何的調(diào)節(jié)。這就導(dǎo)致了系統(tǒng)不能可靠地協(xié)調(diào)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。

     記錄的檢測跟蹤文檔顯示控制系統(tǒng)產(chǎn)生不一致的熱脈沖，與工件送進焊機也不同步，如圖1、圖2所示。

    


 

自適應(yīng)焊接系統(tǒng)
     當滾輪開始接觸工件前沿時，采用自適應(yīng)控制檢測并根據(jù)滾輪接觸工件剖面變化動態(tài)調(diào)節(jié)熱輸入，如圖3、圖4所示。

     通過熱輸入對滾輪滾離工件后沿直接反應(yīng)的曲線，同樣能控制工件后沿最佳熱輸入。當檢測到滾輪已經(jīng)滾離工件后端一定距離，自適應(yīng)控制能在1ms時間內(nèi)即刻終止熱輸入。這就限制了工藝在保持電流過久時飛濺的產(chǎn)生和材料的排斥。它還延長了電極清潔前繼續(xù)生產(chǎn)的時間。
  
連續(xù)縫焊速度限制因素
      限制縫焊生產(chǎn)工藝有多快的兩種因素是焊機性能和控制性能。

      隨著滾輪速度的提升，每條焊縫焊接時需要更多的電流。而隨著電流的增大，需要更多冷卻來防止電極和載流導(dǎo)體過熱，需要更多的電磁力保持材料容積?？p焊工藝速度能提高的限度就是這四種參數(shù)中任何一個參數(shù)進一步提升的程度。

      選擇具有足夠高操作電流值的控制，比如電流不是決定焊接能多快的限制因素，將能確保自適應(yīng)控制能以焊機的最大速度運行，保持焊縫一致性，滿足焊接操作標準。