Стыкосварочные машины для стальной полосы и цветных металлов

Инжиниринговая компания ENCE GmbH для процесса холодной прокатки рулонной стали, линии горячего цинкования стальной полосы, линии нанесения лакокрасочного или полимерного покрытия, линии травления стальной полосы, линии термообработки рулонного металла, а также для линий профилирования и трубоэлектросварочных станов предлагает стыкосварочные машины рулонной полосы из нержавеющих, легированных, малоуглеродистых, углеродистых сталей, а также, а также алюминия, титана и других цветных металлов и специальных сплавов.

Стыкосварочные машины используются на металлургических предприятиях в технологических процессах финишной обработки рулонного металла в непрерывном режиме, когда требуется непрерывная подача полосы из рулонов на входе в линию или при стыковке полосы при вырезании отбракованного участка обработанной полосы.

Предлагаемые инжиниринговой компанией ENCE GmbH стыкосварочные машины имеют ряд преимуществ:

• Минимальный объем отходов
• Высокая производительность при минимальной паузе на сварочную операцию
• Пониженное энергопотребление
• Высокое качество шва с утолщением не более 10% с сохранением прочностных параметров основной полосы
• Полностью автоматический цикл работы с возможностью ручного управления
• Использование различных методов стыковой сварки полосы:
  • Сварка оплавлением
  • Шовная сварка
  • Электродуговая сварка

Инжиниринговая компания ENCE GmbH в качестве примера предлагает рассмотреть стыкосварочную машину для шовной сварки полосы из низкоуглеродистых и углеродистых марок сталей.

Машина для шовной сварки включает в себя следующее оборудование:

• A. Система центрирования полосы на входе:
  • 1. Натяжной ролик на входе
  • 2. Стол поддержки полосы на входе
  • 3. Четырех точечные направляющие полосы на входе
  • 4. Датчик определения конца полосы

• B. Сварочная машина:
  • 1. С-образная рама с основным приводом
    • a. Система сварочных головок с дисками
    • b. Правильные ролики
    • c. Ножницы с двойным резом
    • d. Автоматическая система удаления обрези
    • e. Пробойник
    • f. Сварочное оборудование
    • g. Система синхронизации тока
  • 2. Сварочные зажимы на входе
  • 3. Сварочные зажимы на выходе
  • 4. Механизм регулировки длины полосы

• C. Система центрирования на выходе:
  • 1. 4-х точечные направляющие полосы на выходе
  • 2. Натяжной ролик на выходе

• D. Устройства управления
  • 1. Операторская панель управления
  • 2. Главный пульт управления
  • 3. Клапаны управления, трубы и проводка
  • 4. Автономная гидравлическая станция

• E. Автономный блок восстановления

• F. Система охлаждения с закрытым контуром

• G. Ножницы

• H. Система смазки

• I. Специальные инструменты

• J. Система автоматизации стыкосварочной машины
  • 1. Ручное управление
  • 2. Автоматический режим

Машина для шовной сварки установлена на основной раме, а подрамники крепятся непосредственно к фундаменту линии.

Система автоматически центрирует конец входящей полосы в сварочной машине. Наряду с системой центрирования на выходе обеспечивает очень точное центрирование конца нового рулона.

Система автоматически центрирует конец входящей полосы в сварочной машине. Наряду с системой центрирования на выходе обеспечивает очень точное центрирование конца нового рулона.

Натяжной ролик расположен на входной стороне сварочной машины и предназначен для поддержки и правильного центрирования полосы. Ролик закреплен на шарнирах и приводится в движение пневмоцилиндром. Автоматически поднимается, если новый конец полосы подводиться к машине, управляющий сигнал подается через датчик определения конца полосы. Ролик установлен на опоре и имеет покрытие, не оставляющее отметок.

Стол поддержки полосы служит для облегчения подачи концов старого и нового рулонов в сварочную машину. Для контакта с полосой используются материал, не оставляющий отметок на поверхности полосы.

Направляющие полосы на входе предназначена для центрирования конца нового рулона в сварочной машине. Устройство состоит из четырех- пластинчатой направляющей: две пластины на стороне оператора и две пластины на стороне двигателя. Пластины передвигаются в сторону полосы общим приводом правостороннего и левостороннего вращения и гидродвигателем. В устройстве используются пластины, потому что полоса рулона не двигается во время центрирования. Направляющее устройство, используя фотоэлементы для определения кромок полосы, запускается автоматически, когда конец нового рулона расположен в сварочной машине.

Благодаря этой точной четырех точечной системе центрирования конца нового рулона, во время сварки концов полос не происходит нарушение центровки.

Датчик конца полосы используется для определения начала и конца полос. Он подает сигнал основному устройству управления линии для остановки обоих концов в зоне резки сварочной машины.

Рама представляет собой тяжелую стальную конструкцию и служит для поддержания и направления подвижной каретки С-образной рамы. Каретка рамы — огромная стальная С-образной конструкция — является основной частью стыкосварочной машины. С-образная рама служит опорой для ножниц с двойным резом, конвейера для удаления обрези, пробойник, сварочные диски, правильные ролики, электропроводку и сварочный трансформатор. Шариковая винтовая пара, присоединенная через механический зубчатый редуктор к двигателю c переменной частотой вращения, приводит в движение С-образную раму. На опорной раме также установлены сварочные зажимы и устройство центрирования полосы.

Две сварочные головки с дисками, расположенные над и под полосой. Сварочные головки наполнены токонепроводящим маслом.

Ток от шины к сварочной головке подается через гибкий кабель. Гибкий кабель предотвращает любой крутящий момент на сварочной головке, и является на 15% более эффективным, чем ламинированный кабель.

Ток проходит через посеребренный кондуктор. Конструкция обеспечивает равномерное течение тока через всю поверхность кондуктора. Каждый сварочный диск приводится в движение пневмодвигателем, что обеспечивает поворот дисков до начала сварки внахлест и предотвращает возможные проблемы при сварке. Сварочная головка имеет внутреннее водяное охлаждение.

Единственная деталь, которая отсоединяется при замене сварочного диска — гайка, освобождающая фланец и сварочный диск (время замены — менее 60 секунд).

Диаметр сварочного диска может меняться из-за восстановления, необходимого во время обычной эксплуатации. Для настройки под изменяющийся диаметр диска, нижний сварочный диск приподнимается вручную с помощью ручного маховика до нижнего предела верхней части нижнего зажима. Положение нижнего сварочного диска настраивается с помощью луча лазера, установленного на основной раме стыкосварочной машины перед сварочным аппаратом. Верхний сварочный диск опускается до полосы с помощью пневмоцилиндра на воздушном пропорциональном клапане.

Сварочная головка направляется прямоугольным валом с токонепроводящими подшипниками и втулками с низким коэффициентом трения. Эта система поддерживает наличие постоянного давления, что обеспечивает очень низкое давление сварки. В сочетании со сваркой постоянным током и трехфазной электроэнергией, она обеспечивает высокое качество шва, высокую скорость сварки и сварку полос с минимальной толщиной.

Правильные ролики, расположенные после сварочных головок, приводятся во время цикла сварки. Высота нижнего правильного ролика настраивается вручную. Верхний правильный ролик управляется пневмоцилиндром. Правильная сила роликов настраивается с помощью пропорционального клапана. Сварка и правка происходят одновременно, что сокращает общий машинный цикл. Благодаря этому также обеспечивается одинаковая правка, поскольку соотношение сварка/правка постоянны по всей ширине полосы.

Ножницы состоят из 1 шт. гидравлического цилиндра и направляющих с механической системой привода для верхней секции, и пневматическим цилиндром с направляющей для подъема нижних ножей. Если система привода верхних ножей работает, нижние ножницы зафиксированы в верхнем положении. Верхние и нижние ножи движутся навстречу друг другу во время резки. Все ножи могут легко извлекаться и заменяться при положении С-образной рамы на холостом ходу. В течение обычной работы линии верхние и нижние ножи не контактируют с полосой. Ручной дополнительный фиксатор удерживает верхние ножницы, чтобы они не упали во время технического обслуживания. Расстояние между двумя нижними лезвиями ножниц около 100 мм.

Два отрезанных конца полосы при резке попадают на конвейер, где они перемещаются в контейнер в течение каждого процесса сварки.

Пробойник входит в состав блока верхних ножниц. Пробойник (гидравлический цилиндр и клин) может включаться и отключаться.

Расположение пробойника — около 90 мм от стороны выхода сварки

Сварочный трансформатор с диодными выпрямителями установлен на задней стороне С-образной рамы. Трансформатор защищен от перегрева и имеет внутренний контур водяного охлаждения. Постоянный ток сварки преобразуется от начала до конца операции сварки. Применение трехфазового инвертера обеспечивает более сбалансированную нагрузку на входящую электроэнергию. Инвертер охлаждается водой и установлен на стыкосварочной машине, но не двигается вместе с С-образной рамой.

Поскольку сварка происходит при постоянном токе, около ножниц возникает магнетизм. После продолжительного использования это может вызвать притягивание легких металических стружек к лезвиям ножниц. Для устранения этой проблемы, токопроводящие шины около соединения на трансформаторе спроектированы таким образом, чтобы их можно было переключать, меняя направление тока. Это предотвратит намагничивание около ножниц и исключит необходимость специальных магнитов под конвейером для удаления металлических стружек.

Система синхронизации тока включает сварочный ток, когда сварочные диски соприкасаются с полосой. Эта же система отключает ток, когда диск отдаляется от полосы, в не зависимости от положения полосы в стыкосварочной машине. Благодаря этой системе, разница ширины полосы (входящей и выходящей) может быть любой. Оба конца рулонов распознаются отдельно, что обеспечивает распознавание точных моментов начала и конца сварки. Фотоэлементы применяются для определения конца полосы.

Зажимы на входе удерживают конец полосы и поступательно перемещают его к зажимам на выходе. Величина шага регулируется сервоприводом, датчиком положения и шариковой винтовой парой, одной на стороне привода и одной на стороне оператора. Эти устройства контролируют величину нахлеста двух полос во время сварки / правки. Настройка происходит автоматически. Независимые настройки обоих сторон (стороны оператора и стороны привода) позволяют создать V-образный нахлест

У зажима есть возможность настройки хода каретки, которая нужна для выравнивания концов полосы до момента сварки. Это позволяет выровнять оба конца полосы при сварке полос одинаковой ширины.

Зажимы на выходе обладают аналогичной конструкцией, как и зажимы на входе, но нет возможности шагового перемещения и настройки каретки. У зажима на выходе есть возможность поворота. Поворот или наклон позволяют поднять конец полосы таким образом, что зажимы на входе могут достигнуть места сварки. Когда зажим на входе находится в месте сварки, зажим на выходе наклоняется, совершая нахлест концов полосы. Эта возможность гарантирует правильный нахлест полосы без разрушения кромки во время выполнения операции.

Сварочный зажим на выходе автоматически настраивается перед захватом, в зависимости от толщины полосы. Зажим перемещается к месту резания при тонколистовом металле, и отодвигается при толстолистовом. Это увеличивает запас хода, или расстояние от отрезаемого конца полосы до зажима, что обеспечивает функциональность сварки тонких и толстых металлов.

Эта система автоматически центрирует конец выходящей полосы в стыкосварочной машине. Обеспечивает точность центрирования, так же как и система центрирования на входе.

Направляющая полосы на выходе предназначена для центрирования конца нового рулона в стыкосварочной машине. Устройство состоит из четырех- пластинчатой направляющей: две пластины на стороне оператора и две пластины на стороне двигателя. Пластины передвигаются в сторону полосы общим приводом правостороннего и левостороннего вращения и гидро-двигателем. В устройстве используются пластины, поскольку полоса рулона не двигается во время центрирования. Направляющее устройство, используя фотоэлементы для определения кромок полосы, запускается автоматически, когда конец нового рулона остановился в стыкосварочной машине.

Благодаря этой точной четырех точечной системе центрирования конца нового рулона, во время сварки концов полос не происходит нарушение центровки полосы.

Натяжной ролик прокатки расположен на выходной стороне сварочной машины и предназначен для правильного центрирования конца сваренного рулона посредством создания ее провиса. Устройство закреплено на шарнирах и приводится в движение цилиндром. Автоматически поднимается, если старый рулон находится в правильной позиции. Ролик установлен на опоре и имеет покрытие, не оставляющего отметок на полосе.

Главная операторская панель управления встроена в агрегат сварки. На станции расположены все устройства, необходимые для управления сварочной машиной. Также предусмотрено место для внешних устройств управления ходом всей линии. Устройства управления линии встраиваются в стыкосварочную машину и подсоединяются к клеммным колодкам агрегата сварки. На панели есть кнопки управления и индикаторы, которые полностью соответствует интерфейсу «человек-машина».

Вторая операторская панель управления для ручного управления оборудованием расположена в зоне пробойника.

Пульт управления — отдельно стоящий шкаф управления, который располагается около стыкосварочной машины, с электрооборудованием, или если необходимо, смежно со сварочной машиной, на стороне привода.

Пульт состоит из:

• Устройств ввода/вывода
• Тиристорного замыкателя и преобразователя
• Необходимых предохранителей и автоматических выключателей
• Необходимых понижающих трансформаторов
• Необходимого освещения и разъемов

Управление стыкосварочной машиной и процессом сварки осуществляется через контроллер. Предусмотрен также промышленный ноутбук с необходимым ПО.

Все клапаны с гидравлическим и пневматическим управлением встроены в машину. Эти устройства связаны системой труб, проводов и за ранее тестируются.

Гидравлическое давление регулируется автономной гидравлической станцией.

Это оборудование предназначено для восстановления (резки и повторного создания сечения) сварочного диска. Это отдельная система, состоящая из шпинделя с двигателем переменного тока и резца для диска. Сварочные диски зажимаются гидравлическим устройством. Восстановление занимает примерно 2 минуты. Оборудование может быть установлено около сварочной машины или на площадке технического обслуживания.

Замкнутый контур водяного охлаждения предусмотрен для предотвращения внешнего соприкосновения воды со сварочной машиной. Жидкость для охлаждения — водяной раствор на безфреоновой основе. Контур служит для охлаждения обоих сварочных дисков через сварочные головки и сварочного трансформатора. Оборудование управления входит в блок управления сварочной машиной.

Ножницы расположены на отдельном основании у выходной стороны стыкосварочной машины. Ножницы используются для резания начала и конца полосы, чтобы образовать ровный край и снять концентрацию напряжения, а также для удаления обрези при переходе от узких к широким полосам. Ножи спроектированы таким образом, чтобы можно было использовать их при различной ширине полосы, вплоть до 280 мм. К тому же, ножи могут вырезать полукруг по касательной. Обрезки автоматически попадают на поддон для обрези под установкой. Конвейер транспортирует к контейнеру для обрези.

Все точки смазки подсоединены трубами к передней стенке стыкосварочной машины, и предназначены для шприца или для смазки масляным насосом.

Предусмотрены следующие инструменты:

• Гайковерт для снятия лезвий ножниц
• Держатель резца для восстановления сварочных дисков в автономном режиме
• Резец для восстановления сварочных дисков
• Ноутбук с уже установленным необходимым программным обеспечением.

Сварочная машина может функционировать в автоматическом или ручном режиме.

Все функции, включая настройки сварочной машины, задаются вручную оператором (нажатием кнопки или через сенсорный экран). Сюда входят все производственные последовательности и позиционирование полосы.

Все функции производственной последовательности задаются автоматически через PLC сварочной машины (кроме настроек каретки зажима на входе). Установка всех параметров сварки производится вручную (информация поступает на PLC сварочной машины с основного шкафа управления линии). Эта информация включает в себя толщину полосы и сплав.

Инжиниринговая компания ENCE GmbH кроме стыкосварочных машин для стальной полосы и цветных металлов поставляет заказчикам широкий спектр оборудования и комплектующих для листового проката, линий горячего цинкования и полимерного покрытия полосы:

• Кантователи
• Моталки
• Разматыватели
• Линии резки полосы стали (в том числе продольно-поперечной резки небольшой производительности)
• Делительные ножницы
• Рольганги
• Электромагнитный стабилизатор линии цинкования рулонной стали
• Автоматические системы определения дефектов поверхности
• Установка маркировки полосы
• Установки маркировки рулонов
• Электромагнитные захваты (электро-гидравлические и механические клещи для рулонов)
• Установки для взвешивания и упаковки рулонов
• Внутрицеховой рельсовый транспорт (троллейные тележки)

Комплектующие:

• Редукторы,
• Подшипниковые узлы,
• Валки из чугуна и специальных сталей (рабочие и опорные валки),
• Зубчатые зацепления
• Бесконтактные системы измерения сложных профилей в режиме реального времени
• Поточный анализатор травильного раствора
• Бесконтактные толщиномеры (рентгеновские и изотопные)
• Листогибочное оборудование

Линия горячего цинкования рулонной стали, металлоконструкций, труб

Вальцешлифовальные станки среднеразмерного типа

Дробеструйные установки для насечки рабочего валка

Система сдува эмульсии для дрессировочного стана

Система электростатического промасливания полосы

Установка очистки травильных растворов от ионов меди