首钢京唐公司镀锡板事业部共有四个主要作业区，按照工艺流程依次为：酸轧作业区—连退作业区—罩退作业区—镀锡作业区，焊机在每个作业区的工艺流程中都非常重要，1420连退作业区各道工序连续生产无故不停车。但是近期焊缝断带事故时有发生，制约了整个生产线的产能发挥，甚至影响了下一道工序的正常生产，造成了巨大的经济损失。国内外各大钢厂对焊机焊接质量不佳进行了大量的分析和研究[1-4]。本文从TEMIC焊机的焊接过程以及焊接原理、焊缝断带事故的原因分析来寻找解决的措施。

1. TEMIC焊机焊接原理

1420连退作业区的焊机采用的是日本TEMIC全自动窄搭接焊机，此类焊机在首钢京唐公司以及其他钢厂应用非常广泛[5-8]，如图1所示。

焊接过程：焊接准备就续→后行带钢头部2和先行带钢尾部1在焊机中停在剪切位→关闭入口和出口夹钳→焊机入出口PDA装置调整带钢对中→使用双切剪切掉后行带钢头部2和先行带钢尾部1→设定接搭长度→夹钳夹紧对中→抬起入口夹钳并推进入口夹钳→搭接并补偿→上焊轮3和下焊轮4将带钢焊接→焊机排出废钢板并复位→焊接完成产线起车。

TEMIC窄搭接焊机的焊接原理是将两块宽度和厚度相差不大的材料 (如图1的后行带钢头部2和先行带钢尾部1) 加压，通过焊接变压器5给焊机上焊轮3和下焊轮4施加适当的电流，电流通过材料本身的电阻、材料之间的集中电阻、材料与电极之间接触部分的集中电阻后会产生大量的热量，大量的热瞬间熔化并焊接材料。焊接过程产生的热量公式为：

式中，Q为焊接过程中热量，J；I为焊接电流，A；t为通电时间，s；R为焊接区域的总电阻，Ω。

从式(1)中可以看出，焊接时熔化带钢所需要的热量Q分别与焊接时的通电电流I的平方、通电时间t以及焊接区域的总电阻R成正比。焊接区域总电阻R的计算公式为：

式中，ρ为被焊接材料的电阻率，Ω·mm；L为焊接时上焊轮和下焊轮之间的电阻长度，mm；S为焊接时前后带钢的搭接面积，mm2。

因此，当对某种材质、规格的带钢进行焊接时，可以通过控制焊接电流、通电时间 (即焊接速度)、焊轮焊接压力和焊机搭接面积来控制焊接质量。

2. 焊缝断带原因分析

由于焊缝断带事故对连续生产影响非常大，国内外相关技术人员对焊接质量不佳造成断带事故的调查研究非常多[9-12]。首钢京唐公司镀锡板事业部的技术攻关组对造成此类事故的焊机多次攻关研究，根据焊机焊接原理，分析了焊机参数如焊接电流、焊接温度、焊接压力及焊接速度、焊机焊轮、焊机水冷系统、焊缝处带钢的月牙杯突及焊机PDA对中装置等因素对焊缝断带事故产生的原因。

2.1 断带焊缝断口分析

查看焊缝断带的断口，断开焊缝为焊缝本体，前后带钢搭接处没有融合，断口实物如图2所示。从焊缝断口形貌分析可知整个焊缝在外力作用下瞬间断开，测量焊缝前后厚度分别为0.181 mm和0.200 mm。断带前后卷原料厚度曲线正常，如图3所示。考虑到正常的张力是不够拉断焊缝的，因此推断此时应该是焊缝的垂直方向与张力方向有了一定角度，且角度比较大才将焊缝撕扯开；窄搭接焊缝的显著特点就是存在大的局部厚差，在焊接热影响区处有很大的应力集中，且韧性极差，不能承受较高的延伸率；热影响区由于焊接时受热，强度显著低于母材和焊缝搭接区域，在承受很大的应力集中撕扯时必然在此区域断开。