UNT-160/250高强度链条闪光对焊机

使用说明书

第一部分：闪光对焊机简介（基础知识）

        闪光对焊机焊接过程的本质就是通过适当的物理--化学过程。使两个分离表面的金属连为一体，达到焊接目的。焊接装配对接接头、接头电源并使其断面逐渐移近达到局部接触。利用电阻加热这些接触点（产生闪光）式其断面金属熔化。直到端面部位在一定深度范围内达到预定温度时，迅速施加顶锻力完成焊接的方法。包括连续闪光对焊与预热闪光对焊。

  1.  闪光对焊过程分析

        连续闪光对焊焊接循环由闪光、顶锻、保持、休止等程序组成。闪光、顶锻二个连续阶段组成连续闪光对焊接头形成过程。而保持、休止等程序则是对焊操作中所必须的。预热闪光对焊则对其焊接循环中（闪光之前）设有预热阶段。

        闪光的形成实质：接通电源并使两焊件端面轻微接触。对口间将形成许多具有很小电阻的小触点，在很大电流密度的加热下，瞬间熔化而形成连接对口两端面的液体过梁。同时在液体表面张力径向电磁压缩效应力、电磁斥力，电磁引力作用下，再加上强烈的加热。过梁内部同它的表面之间形成巨大的压力差。例如：在低碳钢闪光对焊中资料表明，过梁中的电流密度在爆破瞬间可高达300A/mm²，爆破瞬间金属蒸气压力可达数百大气压。而它的温度高达6000℃-8000℃，液态金属微粒以超过60M/S的温度从对口间隙抛射出来形成火花急流--闪光。

        闪光对焊时，为了获得优质接头，闪光阶段结束时必须满足以下三个要求：

      (1)．对口处金属尽量不被氧化。这就要求闪光进行得稳定而又激烈，尤其要控制好闪光过程中焊件不应该短路，否则，将使端面局部过热。

      (2)．在对口及其附近区域获得适宜温度分布。其标志对口端面加热均匀，沿焊件长度获得合适的温度分布，端面上有一层厚的液态金属层。

      (3)．顶锻是闪光对焊后期阶段，是对焊件施加顶锻力，使烧化端面紧紧接触。并使其实现优质结合所必须的操作。闪光对焊时，为了获得优质接头，顶锻结束时必须满足下面要求：即对口及其邻近区域获得足够而又适当的塑性变形，而安全可靠的途径是使那些在闪光阶段氧化了的金属，利用顶锻随液体金属尽量排撞挤到毛刺中去。

      顶锻阶段又由有电顶锻和无电顶锻两部分组成。有电顶锻是使端面液态金属不致于过早冷却，致使对口加热区保持一定深度。

      预热阶段：在焊机上，通过预热而将焊件端面温度提高到一合适值（对于链条一般为800℃--900℃)再进行闪光和顶锻过程。预热过程有两种：电阻预热和闪光预热。预热也存在不足之处，即产生效率低，过程控制复杂，预热区宽和接头质量稳定性差。所以近来许多链条生产厂家也采用强规范焊接工艺，省掉了预热阶段。

  2．闪光对焊接头形成特点

 (1)．闪光对焊接头连接的实质属固相连接。闪光结束时，在断面上已形成液体金属层，顶锻时，端面金属首先在液相下联合成一体，随着顶锻的进行，对口中的液体不断被挤除，对口端面必将在液相下消失。

  (2)．对口处加热温度高，范围窄。因此顶锻时塑性集中，变形程度相对增加，可产生足够高的局部位错差值，促进接头形成中的再结晶发生，同时，当顶锻参数合适时，不仅可以挤出液体态金属和氧化物 ，还可以挤出部分过热金属。获得较致密的热锻造组织形态，提高接头质量。

  3．闪光对焊规范参数选择

        闪光对焊的重要规范参数有：焊件外伸长度、闪光留量、闪光速度、闪光电流密度、顶锻留量、顶锻压力、加紧力、预热温度与预热时间(1)．焊件外伸长度：

      焊件外伸长度是焊件从静夹具中伸出的长度，可根据焊件和材料性质选择。一般应大于焊件直径的一半。取P=(0.7-1.0)d(d为棒料直径)

(2)．闪光留量:

      考虑焊件因为闪光而减短的预留长度，又称烧化量，可根据材料性质、焊件断面尺寸和是否预热等因素来选择。

(3)．闪光速度：

      闪光速度是在稳定闪光条件下，焊件的瞬时接近速度，亦称动夹具的瞬时给进速度，又称闪光速度。

        增大二次空载电压，减少焊件断面尺寸，适当提高预热温度，采用预热（与连续闪光焊比较）焊件小断面链条（与大断面链条比较），焊件易氧化及导电导热性好的材料，均可选用较高的闪光速度。

       当闪光阶段后期因闪光速度小经常出现中断时，接头中易产生危险的氧化膜夹层缺陷；而不恰当提高闪光速度会使加热区变窄，温度梯度增大，则所需焊机功率增大和引起过梁爆破后深度的增加。

        应该注意：一般资料给出的闪光速度为平均闪光速度。

(4)．闪光电流密度（次级空载电压）：

         闪光电流密度（次级空载电压）对焊件的加热有重大影响。它与焊接方法、材料性质和焊件断面尺寸等有关。通常在较宽的范围内变化。连续闪光对焊导电，在焊接导性能好的焊件时，电流密度应取高值。预热闪光对焊大断面的焊件时，应取低值。闪光电流密度是通过调节次级电压（空载）来获得的。次级空载电压的选择是在保证稳定闪光条件下，尽量选择较低的空载电压，还应尽量减少焊机的短路阻抗，尤其是电阻量，所以，保持焊接回路的清洁至关重要。

(5)．顶锻留量:

       顶锻留量是闪光对焊时，考虑焊件因顶锻缩短而预留的长度。它影响着液态金属，氧化物的排除及塑性变形程度，通常略大一点，对达到焊接要求有利。

(6)．顶锻速度:

       顶锻速度是闪光对焊时，顶锻阶段动夹具的移动速度。通常顶锻速度大些对获得优质接头有利。

(7)．顶锻压力：

 ① 顶锻留量大，则顶锻压力相应大。

 ② 顶锻速度增大，则顶锻压力应减少。

 ③ 增大对口端面温度梯度，顶锻力应选小些。

 ④ 高温强度大的金属材料，顶锻压力应大些。

 ⑤ 导电、导热性能良好的金属材料，顶锻压力应大些。

(8)．夹紧力：

       夹紧力是防止焊件在钳口与电极中打滑而施加的力。

 (9)．预热温度：

       预热温度与材料性质焊件断面尺寸等因素有关。预热温度过高使接头韧性、塑性降低；预热温度太低会使闪光困难，加热区域变窄而不利于顶锻塑性变形。

 (10)．预热时间：

        预热时间与材料性质焊件断面尺寸、焊机功率等因素有关其影响关系与预热温度相似。

       综合以上所述闪光对焊机规范参数的选择应从技术条件出发，结合从材料性质、断面形状尺寸、设备条件和生产规范等因素综合考虑。一般先确定工艺方法，然后参照推荐的有关数据及试验材料初步选定规范参数最后由工艺试验并结合接头性能分析予以确定。

第二部分：使用说明书部分

一、用途

        UNT-160(250)型链条对焊机用于焊接截面直径为φ14-φ20(28)毫米链条的专用焊接设备，并能去除焊接接口的毛刺。由于采用了串联电抗器的独特设计，可在焊接的特定阶段自动降低焊接电压，实现不同的焊接方式，使焊接过程更为可靠。

      本焊机具有通用对焊机的一切特性，只需调节钳口就可成为能够焊接棒材、管子、工具、轮缘及其它一些型材的通用对焊设备。

二、技术参数

三、结构概述

        焊机主要由下列组件组成：焊机机身、夹紧装置、烧化及顶锻传动机构、压缩空气系统、水冷却系统、液压系统、热压去刺机构、左、右料托盘、电气装置及控制箱等组成。

1．焊机机身：

       由两个支架及一个平台组成。焊接变压器安装在两个支架的两根角钢上，在平台上安装有定位夹具座，机身右边装有烧化和顶锻传动机构，机身左边装有热态去刺机构，机身下面装有操作焊机工作的按钮盒以及脚踏式“焊接”、“去刺”开关。

2．夹紧装置：

       焊机左夹具为固定的并且与机身绝缘；焊机右夹具为动夹具，用螺栓紧固在两根平行的导轨上。气压传动式夹具的气缸装在夹具座的后面，依靠杠杆传递夹紧力。左右夹具的上钳口均作圆弧运动，左右夹具可作上下方向的垂直调整。焊件在水平方向的调整是通过小导体的位置调节进行的。焊接过程中动夹具向左运动（前进）是由凸轮实现的；向右（退回）则是由导轨左端的两个小气缸向右推动来实现的。焊接过程完成后动夹具退回原始位置。

3．预热、烧化及顶锻传动机构：

     主要包括感应电动机、减速器、可换齿轮组、凸轮和导杆组成。 凸轮在旋转过程中始终与导杆端部的滚轮相接触。通过调节导杆上的锁紧螺母，可以调节动夹具的起始位置。

       通过更换齿轮组可以调节齿轮的转速如下表所示：

4．压缩空气系统：

      本系统用于工件的夹紧与松开以及动夹具的拉开和退回，压缩空气系统包括气阀，分水滤气器、减压阀压力表、电磁换向阀及气缸等。除气缸外都安装在焊机背后的支架上，便于维护保养。

5．水冷却系统：

       焊机在工作时，为冷却焊接变压器、导电母线及钳口等，特设置水冷却系统。它分为两条管路:一路冷却焊接变压器，另一路冷却导电母线、钳口及左托料盘。

     在焊机正面装有进、出水管，可调节水量，用过的废水通过水槽内排出。

   一般供货时不包括为热态去刺机构服务的液压泵站。若用户需要，订货时单独提出供货要求，我厂可予以为用户提供配套。

四、焊机的工作过程及特点

        UNT-160型链条对焊机能自动完成预压、闪光焊接的全过程。焊接时首先根据被焊接材料的材质、截面直径大小，选择适宜的凸轮外型及凸轮转速，获得需要的“位移－时间”送进曲线。在预热阶段，可降低焊接钳口上的电压，以减少工件“烧伤”的危险。在调节好预热电压、烧化（闪光）电压及气压、液压之后，可把被焊接工件放入夹具的钳口中，按动“夹紧”按钮或踏动脚踏开关夹紧工件，再按动“焊接”按钮即可完成一个焊接的全过程。每当连续焊好3-5个链环后，则可将这3-5个已焊完的链环进入去刺工位，以使焊接接头尚处于红热状态时，即可将链环放入去刺机构的钳口中进行去毛刺工作。此时，可先开动夹紧油缸压紧链环，去刺刀亦随之抱合于接头侧方，然后开动去刺油缸铲掉焊接接头上的毛刺，最后使去刺油缸相继退回原位，即可取出链环，至此完成一个链环的去刺工作。如此，操作者降相隔3-5个环距离的两段链环分别交替置入焊接、去刺这两个工作连续进行。若有两名操作者在两个工位上分别同时操作，生产率还可提高。

    本焊机的突出特点是：

   (1)在焊接预热阶段中，变压器初级，经过串联电抗器接通电源，所得电压下降，使工件上通过的电流减小，可防止工件与电极接触时造成烧伤（溶坑）。

   (2)焊接接头两端的“对准”通过夹具调整实现对中。

   (3)本焊机通过换夹具钳口上方的压块及下方的导体，即可成为通用的对焊机，则可焊接棒材、管材、工具以及其他型材。

   (4)备有可调节时间的装置。可在焊接过程中，向焊接接头通以保护气体，从而提高焊接质量。

   (5)本焊机特别增设了“热态去刺机构”，用以去除焊接接头处的毛刺。这就大大减少了后续工序的工作量。

五、电气系统

      焊机的电气系统包括主电路和控制电路两部分，后者又分为控制焊机及去刺机构两个部分。其中焊接变压器安装于机身内部；调节级数开关、控制屏、按钮盒装于机身上；电抗器、接触器、刀开关等件安装于控制箱内。

1．主电路部分：

      焊接变压器为单相外铁式，其次级线圈由铜板并联而接至集电块，而集电块则借助母线与夹具的下钳口相连。

      安装在机身上的调节级数开关，是借助于改变开关上的闸刀位置来改变焊接变压器初级线圈的圈数，从而改变变压器匝数比，达到调节次级空载电压的目的。每个闸刀有两个位置：在位置“1”时将焊接变压器初级线圈的相同两组绕组并联；在位置“2”时则为串联。因此，调节级数开关可使本焊机得到其16级次级空载电压，其值见下表：

  16级次级空载电压值表

     电抗器安装于控制箱内，利用刀开关DK来改变匝数，分别接通DK1、DK2、DK3（每次只能通1个）,即可得到不同的阻抗值。实际电压降应为电流与阻抗值的乘积。应注意：电流的大小不仅与电抗器的匝数有关，还与负载大小以及变压器初、次级匝数有关。

2.程序控制部分：

    1.本程序控制电路是由脚踏开关、按钮、无触点限位开关、程序控制器以及中间继电器、电磁阀来完成的。它可以使焊机完成手动和自动程序去刺控制。

    为使EX-40可编程序控制器不在过负荷工作状态下受损，本电路采用了阻容保护、热继电器、电阻保护装置，从而保证它的安全性、可靠性。

     焊机工作时，当选用手动焊接，去刺时，需将装在主机控制盘上的指令开关搬到“手动”，若选用自动焊接，去刺时，将它搬到“程控”。

   （1）手动焊接:

      先接通电源合上开关“ZK1”、旋动转换开关“ZK3”电源指示灯“XD”亮；按动“夹紧”按钮，程控器“Y6”、“Y7”，交流接触器“1CT”、“2CT”先后接通，电磁阀“DF1”、“DF2”工作，压缩空气进入左右夹紧气缸下气室，二夹具的上钳口下降直至压紧工件为止（如发现工件安放位置不符合要求，则只按动夹具的“松动按钮”，以便将工件重新夹好）。被焊工件夹好后，即可开始焊接过程的工作；按下“焊接”按钮，通过程控器“Y11”、“ZJ”、“KD”接通，电动机开始转动并带动凸轮转动；此时，电源通过电抗器。焊接变压器、焊机则进入“预热”阶段；凸轮进入到一定位置时，拨插触动无触点开关“Q03”；于是程控器“Y14”使中间继电器“ZJ2”工作，并接通接触器“KJ2”工作,并接通接触器“GY”，则电流直接通过焊接变压器，使其次级电压升高，焊机进入“烧化”（闪光）阶段，当凸轮转动到一定位置时突然快速前进；此时，焊机进入“有电顶锻”阶段，在极短的时间内，调节螺杆触动无触点开关“Q02”，程控器“Y11”断开，中间继电器“ZJ1”断电,交流接触器器“KJ”被断开，焊接变压器电源被切断。凸轮继续转动，直到顶锻结束并适时保压后，程控器“Y6”、“Y7”、“Y10”先后断开，左右夹具抬起，电动机停止转动，凸轮回到起始位置。至此，一个焊接过程结束。

（2）程控焊接：

    焊接开始时，踏下脚踏开关“13AN”，“ZJ3”接通，电路进入程控状态，通过EX-40可编程序控制器延时而接通“Y6”、“Y7”、“Y10”、“Y11”、“Y14”及交流接触器“1CT”、“2CT”而完成左右夹具夹紧。低压预热、高压焊接、顶锻、保压、复位等全过程。同理，通过程控器延时而接通“Y1”、“Y2”、“Y3”、“Y4”、“Y5”及电磁换向阀，可完成加紧链环、去刺前进、去刺返回、松开链环及液压卸载、复位等全部去刺过程。

    此电路有以下特征：

    (1)所有电磁铁在30秒内若不工作，自动卸载；

    (2)卸载10秒钟后，油泵电机停止工作；

    (3)油泵电机停止5分钟后，程控停止工作

    出现以上情况需要重新工作时可按油泵启动按钮，程控启动，当在自动程控进行时若中途出现故障（如链环不动等），可按“焊接停止”按钮。

    已输入程控器内部的焊接程序及去刺程序的延时时间，在焊接不同的链环时，认为不理想，可利用编程器随意进行变动。

    安装焊机时应注意的事项：

    (1)由于控制器中有各种电子元件，不要将控制器放在有水的地方工作；

    (2)EX-40PUS不要与其它高压设备共同接地，而应分别接地；

    2.去刺机构的电气系统包括：总开关、油泵电动机及其接触器、电磁换向的电磁阀、中间继电器、按钮开关等。

六．使用与维护

1．焊机的安装：

    本焊机可按用户需要安装在各种车间内。安装前应先对焊机仔细的进行检查，特别应检查所有的螺栓、螺母连接是否牢固，把运输过程中分装的部分安装于整机上。检查水路各连接件是否有渗漏现象，电器接头及引线是否有松动或脱落。

    本焊机须牢固的安装于地基上。为此在焊机的铸铁支架下部设有用于安装地脚螺栓的四个φ18孔，地面应接触良好，受力均匀。因工作时不出现显著运动，故对地基的厚度及承载力并无特殊要求。

    此外，与焊机相连的独立部分的联接如下：

    (1)焊机的控制线路由三相交流380V 50Hz的电源供电，而焊接变压器由单相交流380V 50Hz的电源供电。因此必须用三根导线接至焊机侧面的接线板上，导线的截面应不低于下表中所列数值。

    在接至焊机的线路中还应装有管形熔断器及闸刀开关保护装置，以利于设备维修和保证操作安全。

  (2)用内径为φ15的夹布橡胶管将压力为5.5Kgf/cm²的压缩空气与焊机的进气阀门相连。

  (3)用φ9夹布橡胶管将压力为2-4kgf/cm² 的冷却水与进水阀门相连接，并用φ30的夹布橡胶管自排水槽出口将废水接至下水道。

  (4)用φ13的钢丝编织胶管将压力为63kgf/cm²的油液与热态去刺机构的两个油缸相连接。

  (5)焊机外壳应有可靠接地保护，各个不相接触的独立部分，其外壳之间应有良好的连接或分别接地，以确保人身安全。

  (6)当电动机起动以后，检查凸轮的旋转是否沿顺时针的正确方向旋转。

2．焊机的调整及调节：

    焊机在安装完毕（或长期停止使用）后，投入正式生产前，要进行必须的调试工作。调试时应注意以下几点：

  (1)  通过注油器向导轨和滑动轴承注入润滑油。

  (2) 接入冷却水 检查水冷却系统的密封情况。

  (3)  通过旋转减压阀手柄，调整工作气压，确定夹紧力。

  (4) 接入压紧空气系统，检查其工作情况。

  (5)  调整定夹具上下的垂直位置，即通过调整下钳口小导体的水平位置，使左右夹具对中。

  (6)  通过旋转导杆上的紧锁螺母来调整动、定夹具之间的距离。

  (7)  行程开关的调节：行程开关“2K”的位置在机身的前上方，“1K”与“3K”位于右面蜗轮箱的前下方。行程开关“2K”用于切断机械传动中的“电动机”的电源。调整时使二夹具钳口闸的距离为返回的原始距离；在此位置下的凸轮位置为启动的原始位置；行程开关“1K”用于“松开”夹具，故它的动作位置应调节在凸轮顶锻和保压之后，过早松开会使焊口裂开。

  (8)  机械传动装置的速度调节：本焊机是采用更换齿轮组的方法来改变凸轮的传动的。三角皮带可通过调整电动机极座的两只调节螺母夹紧的。

   (9)  前面调整工作完成后，即可作空载运转。此时，应拔去一只次级调节闸刀。工件则用大间隙（超过凸轮总送进量）的专用毛坯代替。在这种无电流的情况下启动，仔细观察焊机各部分的动作是否正常，待全部调节正常后，即可用实际工件试焊。

  (10)试焊时，主要是按照被焊工件材料的直径及质量要求，选择合适的次级电压级数，降低电抗器匝数，凸轮转速等焊接规范。同时，要进一步调节伸出长度，夹紧气压，各行程开关动作位置等。

3．焊机的使用与维护：

 (1)  焊机使用的压缩空气应干燥，以防损坏气路元件，分水滤气器应经常放水。

 (2)  焊接过程应保证有足够的水量，无水则严禁进行焊接工作。

 (3)  焊机应在一个月加两次油。

 (4)  应经常检查焊机各螺栓连接处的连接情况尤其要注意保持次级回路大电流通路的连接状况，使之经常保持良好可靠的连接。

 (5)每班工作完毕后要清除及身上的灰尘及焊渣。防止发生电气短路以及机械相对运动部位的非常磨损。      

 (6)随时注意焊接接触钳口的工作情况，不允许在污垢的钳口上进行焊接；工件与导体接触的表面应清理干净。

 (7)随时清楚电器元件上的污垢，以保持清洁。

 (8)应定期清除焊接变压器次级线圈冷却水路及导电母线上的污垢。

4.焊机去刺机构的启动与停止：

         焊机的启动只需要接通控制线路的转换开关，安插好级数调节开关上闸刀的位置，接通水源、电源、气源、液压泵站，即可开始进行焊接。去刺时，焊接接头温度大约在600^。C左右。

      当焊机短时停止工作时，必须先切断电源，水泵及气源，关闭液压泵站。当工作场所温度较低（0^。C以下），则必须用压缩空气把水冷却系统中的余水吹净，以防冻裂零件。

5．焊机安全操作注意事项：

    (1)  焊机应有可靠的接地保护措施。

    (2)  焊机机身上的防护板、防护罩须安装完备，不允许随意拆下，以防火花伤人。

    (3)  装卡工件时应谨慎操作，谨防压手伤人。

七、产品配套附件

  1.产品成套供应：

  (1) UNT-160/250型链条对焊机                              1台

  (2)配套热态去刺机构                                  1台 

  (3)左托料盘                   UNT160.15              1件

  (4)右托料盘                   UNT160.16              1件

   2.文件明细表：

  (1)UNT-160/250型链条对焊机说明书                         1份

  (2)UNT-160/250型链条对焊机产品合格证书                   1份

  (3)装箱单                                            1份

 3.附件明细表：

  (1)齿轮  UNT160.6-18                              1组3个

  (2)齿轮  UNT160.6-24                              1组3个

4.备件明细表：

  (1)橡胶密封环          30    UNT-160 .1.1-2          1件

  (2)橡胶密封环          220   UNT-160 .1.1-10         2件

  (3)橡胶圈                    UNT-160.6-1             2件

  (4)防尘圈              50                            1件

  (5)防尘圈              70                            2件

  (6)O形密封圈           60×5.7  GB1235-76            1件

  (7)O形密封圈           80×5.7  GB1235-76            2件

  (8)Y形密封圈           50×70   HB4-335-66           1件

  (9)Y形密封圈           70×90   HB4-335-66           2件

  (10)Y形密封圈          120×150 HB4-335-66           4件

  (11)小导体                      UNT-160.1-21         1付

  (12)上钳口                      UNT-160.2-1          1付

5.说明书附图清单

  (1)总装图                 UNT-160.0                  1张

  (2)气缸总装图             UNT-160.1.1                1张

  (3)电气原理图             UNT-160.0 LT2              1张

  (4)电气原理安装图         UNT-160.0 LT3              1张

  (5)控制板接线图           UNT-160.11-2               1张

  (6)去刺刀                 UNT-160.14-11              1张 

  (7)上钳口                 UNT-160.2-1                1张 

  (8)气路系统图             UNT-160.0LT4-2             1张 

  (9)水路系统图             UNT-160.0LT4-1             1张 

  (10)小导体                UNT-160.1-21               1张 

八、订货须知

    1.UNT-160主机（包括电控柜）、去刺机、油泵站、拉伸机等是分别销售的。用户若不订购去刺机构、液压泵站、拉伸机等则相应的组件及其文件将不予装箱。

  2.本焊机的焊接工艺凸轮、去刺机，是为焊接φ18mm链条所设计的。如用户需要焊接其它规格链条，本公司可代为另外设计加工。因为设备笨重、生产周期长、产量比较小，有时可能需要订货后方可安排生产，不像其他通用焊接设备常备现货。

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