CN111496133A - 小直径二次锻压式钢丝对焊机及方法 - Google Patents

小直径二次锻压式钢丝对焊机及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种小直径二次锻压式钢丝对焊机，机头机构部件包括机头座、焊接操纵手柄、绝缘钢丝夹具、滑动钢丝夹具、滑杆、直线轴承付、顶锻压簧、电磁铁、位移传感器和焊接开关，左、右电极夹头分别与熔接变压器连接，所述熔接变压器、电磁铁、位移传感器与PLC控制器连接。本发明通过左右电极夹头夹持钢丝二端头部并可靠接触时；推焊接操纵手柄，接通电源、控制电器输出合适的低电压大电流加在钢丝二端，使钢丝二端发热熔化在顶锻压簧的作用下熔接在一起，实行一次焊接；在钢丝二端熔接在一起接近固化的同时，由PLC通过位移传感器让电磁铁得电迅速向前打击，对钢丝焊接点实施二次锻压。

Description

小直径二次锻压式钢丝对焊机及方法
技术领域
本发明涉及电阻焊技术领域，具体涉及一种小直径二次锻压式钢丝对焊机及方法，用于4mm直径以下的钢丝对焊。
背景技术
高强度钢丝制品是钢丝绳、钢帘线以及高性能钢丝生产的用途极广的一种深加工产品，一般由钢厂生产的盘条经拉拨或轧制获得，钢丝只有在拉拨或轧制后才能获得理想的物理性能，如：钢丝的强度、光滑的表面、精密的钢丝直径等。但在钢丝的拉拨、轧制生产过程中，由于钢厂盘圆的定长和钢丝在拉拔中的断裂需要把钢丝连接起来才能实行连续生产，而所用的焊接设备就是钢丝对焊机。随着科技的不断进步，钢丝制品所要求的各种性能越来越高，特别是钢丝强度的提高，高性能钢丝生产难度越来越大，特别是连续生产，在拉拔过程中断丝会造成钢丝废品；工人需要重新穿模，而穿模工作量、劳动强度都很大；影响产量，传统的对焊机由于焊接点强度远低于钢丝母材；造成钢丝焊接点更容易断裂，因此传统的钢丝对焊机已不能满足在高性能钢丝制品生产中的使用要求。
发明内容
本发明的目的在于克服上述不足，提供了一种小直径二次锻压式钢丝对焊机及方法，对焊机左右电极夹头夹持钢丝二端头部并可靠接触时；推焊接操纵手柄，接通电源、控制电器输出合适的低电压大电流加在钢丝二端，使钢丝二端发热熔化在顶锻压簧的作用下熔接在一起，实行一次焊接；在钢丝二端熔接在一起接近固化的同时，由PLC通过位移传感器让电磁铁得电迅速向前打击，对钢丝焊接点实施二次锻压，因而使钢丝焊接点结构更致密；强度更高。从而在钢丝连续拉拨过程中不断头、节约生产成本提高钢丝的成品率。
本发明的目的是这样实现的：
一种小直径二次锻压式钢丝对焊机，包括机架，所述机架的平台上设有焊接机头，所述焊接机头包括外框架和机头机构部件，所述机头机构部件和外框架上下设置，所述外框架内设有熔接变压器，所述机架的平台下设有电控箱，所述电控箱内设有PLC控制器，所述机头机构部件包括机头座，所述机头座上设有焊接操纵手柄、绝缘钢丝夹具、滑动钢丝夹具、滑杆、直线轴承付、顶锻压簧、电磁铁、位移传感器和焊接开关，所述绝缘钢丝夹具设有一对夹持钢丝的左电极夹头，所述滑动钢丝夹具设有一对夹持钢丝的右电极夹头，所述左、右电极夹头分别与熔接变压器连接，所述熔接变压器、电磁铁、位移传感器与PLC控制器连接；
所述滑动钢丝夹具通过直线轴承付在水平方向左右滑动；
所述顶锻压簧的一端装配在滑动钢丝夹具的右侧，另一端与机头座相连；
所述焊接操纵手柄与机头座铰接，所述焊接操纵手柄的转轴带动凸轮转动，所述滑杆随凸轮的转动左右移动。
优选的，所述滑动钢丝夹具包括滑动钢丝夹具体和右压板，所述右压板对应设置在滑动钢丝夹具体的上端，所述右压板的后部与偏心凸轮手柄铰接，中部与滑动钢丝夹具体铰接，两个右电极夹头对应设置在滑动钢丝夹具体、右压板的前部；
所述绝缘钢丝夹具体、滑动钢丝夹具体都设有受压腔，所述受压腔内设有蝶形弹簧和受力柱，所述受力柱设置在外侧，所述受力柱与偏心凸轮手柄的凸轮面相抵。
优选的，所述直线轴承付设有两组，两组直线轴承付前后设置，所述直线轴承付包括直线轴承轴和直线轴承，所述直线轴承轴固定在机头座上，所述直线轴承嵌装在滑动钢丝夹具体孔腔内，滑动钢丝夹具体随直线轴承在直线轴承轴上左右移动。
优选的，所述滑动钢丝夹具体后端固定设有移动杆，所述移动杆随滑动钢丝夹具体在水平方向左右移动，所述位移传感器与移动杆相匹配。
优选的，所述绝缘钢丝夹具包括绝缘钢丝夹具体和左压板，所述左压板对应设置在绝缘钢丝夹具体的上端，所述左压板的后部与偏心凸轮手柄铰接，中部与绝缘钢丝夹具体铰接，两个左电极夹头对应设置在绝缘钢丝夹具体、左压板的前部，所述滑动钢丝夹具体设有受压腔，所述受压腔内设有蝶形弹簧和受力柱，所述受力柱设置在外侧，所述受力柱与偏心凸轮手柄的凸轮相匹配，所述滑杆穿过绝缘钢丝夹具体一端与凸轮相抵，另一端与滑动钢丝夹具体相抵。
优选的，所述机架的平台上还设有砂轮机和剪切刀，所述砂轮机设置在焊接机头的左侧，所述剪切刀设置在剪切刀的右侧。
优选的，所述钢丝为直径4mm以下的高强度钢丝，钢丝为高碳钢丝或合金钢丝。
优选的，所述焊接机头还设有工作指示灯、回火夹具和回火按钮，所述工作指示灯和回火按钮分别嵌装在外框架上，所述回火按钮安装在外框架的右侧。
一种小直径二次锻压式钢丝对焊机的对焊方法，采用上述对焊机，包括以下步骤：
步骤一、左电极夹头和右电极夹头分别夹入钢丝的二端头部并可靠接触；
步骤二、扳动焊接操纵手柄，滑杆一端脱离凸轮面，顶锻压簧的顶力通过滑动钢丝夹具加在钢丝上；凸轮继续转动到压住焊接开关至焊接电路接通，钢丝接头处短路发热在顶锻压簧的作用下熔融在一起；
步骤三、滑动钢丝夹具移动时移动杆也随着移动，位移传感器感应移动杆的位移变化，一个位移传感器发出信号电控箱迅速切断电流的输出，完成一次焊接；在钢丝二端熔接在一起的同时，另一个位移传感器发出指令信号，让电磁铁得电迅速打击，大力推动滑动钢丝夹具，使钢丝焊接处得到进一步挤压，完成二次锻压；
步骤四、将打磨好的钢丝焊接点放在回火夹具中间位置；按下回火按钮，工作指示灯亮起，控制电器输出回火程序对钢丝焊点进行回火，当工作指示灯灭后取下钢丝，钢丝焊接全过程完成。
本发明的有益效果是：
本发明当对焊机左右电极夹头夹持钢丝二端头部并可靠接触时；推焊接操纵手柄，同时会接通电源、控制电器输出合适的低电压大电流加在钢丝二端，使钢丝二端发热熔化在顶锻压簧的作用下熔接在一起，实行一次焊接；在钢丝二端熔接在一起接近固化的同时；由PLC通过位移传感器让电磁铁得电迅速向前打击，对钢丝焊接点实施二次锻压，因而使钢丝焊接点结构更致密；强度更高。从而在钢丝连续拉拨过程中不断头、节约生产成本提高钢丝的成品率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为机头机构部件的结构示意图。
图3为图2的A-A剖视图。
其中：机架1；外框架2；机头机构部件3；机头座3.1；焊接操纵手柄3.2；凸轮3.2.1；绝缘钢丝夹具3.3；左电极夹头3.3.1；滑动钢丝夹具3.4；右电极夹头3.4.1；滑动钢丝夹具体3.4.2；右压板3.4.3；偏心凸轮手柄3.4.4；蝶形弹簧3.4.5；受力柱3.4.6；移动杆3.4.7；销轴3.4.8；中心销轴3.4.9；滑杆3.5；直线轴承付3.6；直线轴承轴3.6.1；直线轴承3.6.2；顶锻压簧3.7；电磁铁3.8；位移传感器3.9；焊接开关3.10；熔接变压器4；电控箱5；程序设置屏5.1；砂轮机6；剪切刀7；罩壳8；工作指示灯9；回火夹具10；回火按钮11；钢丝12。
具体实施方式
参见图1-3，本发明涉及一种小直径二次锻压式钢丝对焊机，包括机架1，所述机架1的平台上设有焊接机头，所述焊接机头包括外框架2和机头机构部件3，所述机头机构部件3和外框架2上下设置，所述外框架2内设有熔接变压器4，所述机架1的平台下设有电控箱5，所述电控箱5内设有PLC控制器，所述机头机构部件3包括机头座3.1，所述机头座3.1上设有焊接操纵手柄3.2、绝缘钢丝夹具3.3、滑动钢丝夹具3.4、滑杆3.5、直线轴承付3.6、顶锻压簧3.7、电磁铁3.8、位移传感器3.9和焊接开关3.10，所述绝缘钢丝夹具3.3设有一对左电极夹头3.3.1，所述滑动钢丝夹具3.4设有一对右电极夹头3.4.1，左电极夹头1.24和右电极夹头1.25都用于夹持钢丝12，所述左、右电极夹头3.3.1、3.4.1分别与熔接变压器4连接，所述熔接变压器4、电磁铁3.8、位移传感器3.9与电控箱5的PLC控制器连接。
所述顶锻压簧3.7的一端装配在滑动钢丝夹具右侧推动滑动钢丝夹具3.4，另一端与机头座3.1固定连接，所述焊接操纵手柄3.2与机头座3.1铰接，所述焊接操纵手柄3.2的转轴右端设有凸轮3.2.1，所述焊接操纵手柄3.2的转轴带动凸轮3.2.1转动，所述滑杆3.5随凸轮3.2.1的转动左右移动，所述焊接开关3.10与凸轮3.2.1相匹配，所述焊接开关3.10装配在离凸轮3.2.1合适的位置上，当焊接操纵手柄3.2转动时，凸轮3.2.1随着转动压迫焊接开关3.10发出信号给控制电控箱3内的PLC控制器，滑杆3.5随凸轮3.2.1的转动松开滑动顶着的钢丝夹具3.4使之能自由移动一定的位置。
钢丝二端头部分别夹持在左右电极槽中，二端头部可靠接触，左右钢丝夹具分别连接熔接变速器次级线圈二端，熔接变压器初级线圈二端接入控制电控箱内，电控箱上有可编程控制器，可根据钢丝规格的焊接效果把参数输入可编程控制器并保存，按照钢丝的高质量接头要求，由PLC控制输出合适的电流给熔接变压器的初级线圈二端，熔接变压器次级线圈输出低电压大电流在左右电极上，钢丝二端头在低电压大电流的作用下发热熔化，顶锻压簧推动滑动夹具使熔化的钢丝向前移动；到合适的位置电磁铁实施打击；位移传感器输出位置信号给电控箱PLC输出相关程序，对钢丝二端头实施一次焊接和二次锻压，从而达到钢丝的高强、快速、稳定的接头效果。本发明对操作工技术要求低，不需要熟练的操作技术。而普通对焊机往往需要经过半年甚至更长时间的操作训练，操作技能直接影响钢丝的焊接质量。本发明解决了普通对焊机对操作工操作技能的依赖；提供焊接质量稳定、一致、人为因素小且接头处强度高的一种高效对焊机。
所述绝缘钢丝夹具3.3、电磁铁3.8和位移传感器3.9均与机头座3.1固定连接。所述绝缘钢丝夹具3.3绝缘处理后再与机头座3.1连接。
所述滑动钢丝夹具3.4还包括滑动钢丝夹具体3.4.2和右压板3.4.3，所述右压板3.4.3与滑动钢丝夹具体3.4.2相匹配，且右压板3.4.3和滑动钢丝夹具体3.4.2上下设置，所述右压板3.4.3的后部与偏心凸轮手柄3.4.4铰接，中部与滑动钢丝夹具体3.4.2铰接，两个右电极夹头3.4.1对应设置在滑动钢丝夹具体3.4.2、右压板3.4.3的前部。
所述滑动钢丝夹具体3.4.2设有受压腔，所述受压腔内设有蝶形弹簧3.4.5和受力柱3.4.6，所述受力柱3.4.6设置在受力腔蝶形弹簧上并露在外侧，所述受力柱3.4.6与偏心凸轮手柄3.4.4的凸轮相匹配。偏心凸轮手柄3.4.4装配在受力柱3.4.5上面，所述偏心凸轮手柄3.4.4与右压板3.4.3由销轴3.4.8铰接在一起，同时，右压板3.4.3由中心销轴3.4.9与滑动钢丝夹具体3.4.2铰接起来作为夹具中心支点，当夹持钢丝时偏心凸轮手柄3.4.4上下扳动，右压板3.4.3以中心销轴3.4.9为中心转动实施对钢丝的松开和夹紧。
所述绝缘钢丝夹具3.3包括绝缘钢丝夹具体和左压板，所述绝缘钢丝夹具体固定在机头座3.1上，所述左压板与绝缘钢丝夹具体上下对应设置，与滑动钢丝夹具一样设有蝶形弹簧、受力柱等，所述左压板的后部与偏心凸轮手柄铰接，中部与绝缘钢丝夹具体铰接，两个左电极夹头对应设置在绝缘钢丝夹具体、左压板的前部，所述滑动钢丝夹具体3.4.2也设有受压腔，所述受压腔内设有蝶形弹簧3.4.5和受力柱3.4.6，所述受力柱3.4.6设置在外侧，所述受力柱3.4.6与偏心凸轮手柄3.4.4的凸轮相匹配，左压板以中心销轴为中心转动实施对钢丝的松开和夹紧。所述滑杆3.5穿过绝缘钢丝夹具体一端与凸轮3.2.1相抵，另一端与滑动钢丝夹具体3.4.2相抵。
所述滑动钢丝夹具3.4通过直线轴承付3.6在水平方向左右滑动。所述直线轴承付3.6设有两组，两组直线轴承付3.6前后设置，所述直线轴承付3.6包括直线轴承轴3.6.1和直线轴承3.6.2，所述直线轴承轴3.6.1固定在机头座3.1上，所述直线轴承3.6.2嵌装在滑动钢丝夹具体3.4.2孔腔内，滑动钢丝夹具体3.4.2随直线轴承3.6.2在直线轴承轴3.6.1上左右移动。
所述钢丝12为直径4mm以下的高强度钢丝，所述钢丝12为高碳钢丝或合金钢丝。也可用于铜丝、铝丝及其金属合金丝的二次锻压式焊接。
所述滑动钢丝夹具体3.4.2后端固定设有移动杆3.4.7，所述移动杆3.4.7随滑动钢丝夹具体3.4.2在水平方向左右移动，所述位移传感器3.9与移动杆3.4.7相匹配，所述位移传感器3.9将移动杆3.4.7的位移信号反馈给PLC控制器。
所述机架1的底部设有轮子，方便对焊机移动。所述机架1的平台上还设有砂轮机6和剪切刀7，所述砂轮机6设置在焊接机头的左侧，用于焊点的打磨；所述剪切刀7设置在剪切刀的右侧，用于修正钢丝头部，使钢丝头平整清洁，提高钢丝焊接质量。
所述焊接机头上设有罩壳8，所述罩壳8设置在外框架2和机头机构部件3的上方。
所述焊接机头还设有工作指示灯9、回火夹具10和回火按钮11，所述工作指示灯9和回火按钮10分别嵌装在外框架2上，所述回火按钮11安装在外框架2的右侧。控制电控箱5门上嵌装了程序设置屏5.1，可设置钢丝焊接所需的参数，可设置几十个钢丝规格的参数并保存在内随时调用。
具体工作方法：
当左电极夹头3.3.1和右电极夹头3.4.1分别夹入钢丝12并可靠接触；
扳动焊接操纵手柄3.2，滑杆3.5一端脱离凸轮3.2.1面，顶锻压簧3.7的顶力通过滑动钢丝夹具3.4加在钢丝上；当凸轮3.2.1继续转动到压住焊接开关3.10至接通状态时，电控箱输出合适的电流给熔接变压器4初级，使熔接变压器4次级输出低电压大电流到绝缘钢丝夹具3.3和滑动钢丝夹具3.4上；使钢丝接头处短路发热在顶锻压簧3.7的作用下熔融在一起；
当滑动钢丝夹具3.4移动时移动杆3.4.7也随着移动，位移传感器3.9用于感应移动杆3.4.7的位移变化，所述位移传感器3.9设有两个，一个位移传感器3.9发出信号电控箱迅速切断电流的输出，使钢丝二端熔接在一起，焊接电路断开，完成一次焊接；在钢丝二端熔接在一起的同时，另一个位移传感器3.9发出指令信号，让电磁铁3.8得电迅速打击，大力推动滑动钢丝夹具，使钢丝焊接处得到进一步挤压，从而得到更致密的焊点；提高了焊点处的抗拉强度和稳定的一次性成功率；极大地提高了焊点的焊接质量，全部焊接过程除钢丝装夹外其余由PLC控制完成。操作简单，人为因素小，对操作工的技能要求极低。
取下焊接好的钢丝，在砂轮机6上打磨焊点，将打磨好的钢丝焊接点放在回火夹具10中间位置；按下回火按钮11，工作指示灯9亮起，控制电器输出回火程序对钢丝焊点进行回火，当工作指示灯9灭后取下钢丝，钢丝焊接全过程完成。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种小直径二次锻压式钢丝对焊机，其特征在于：包括机架（1），所述机架（1）的平台上设有焊接机头，所述焊接机头包括外框架（2）和机头机构部件（3），所述机头机构部件（3）和外框架（2）上下设置，所述外框架（2）内设有熔接变压器（4），所述机架（1）的平台下设有电控箱（5），所述电控箱（5）内设有PLC控制器，所述机头机构部件（3）包括机头座（3.1），所述机头座（3.1）上设有焊接操纵手柄（3.2）、绝缘钢丝夹具（3.3）、滑动钢丝夹具（3.4）、滑杆（3.5）、直线轴承付（3.6）、顶锻压簧（3.7）、电磁铁（3.8）、位移传感器（3.9）和焊接开关（3.10），所述绝缘钢丝夹具（3.3）设有一对夹持钢丝（12）的左电极夹头（3.3.1），所述滑动钢丝夹具（3.4）设有一对夹持钢丝（12）的右电极夹头（3.4.1），所述左、右电极夹头（3.3.1）、（3.4.1）分别与熔接变压器（4）连接，所述熔接变压器（4）、电磁铁（3.8）、位移传感器（3.9）与PLC控制器连接；
所述滑动钢丝夹具（3.4）通过直线轴承付（3.6）在水平方向左右滑动；
所述顶锻压簧（3.7）的一端装配在滑动钢丝夹具的右侧，另一端与机头座（3.1）相连；
所述焊接操纵手柄（3.2）与机头座（3.1）铰接，所述焊接操纵手柄（3.2）的转轴带动凸轮（3.2.1）转动，所述滑杆（3.5）随凸轮（3.2.1）的转动左右移动。
2.根据权利要求1所述的一种小直径二次锻压式钢丝对焊机，其特征在于：所述滑动钢丝夹具（3.4）包括滑动钢丝夹具体（3.4.2）和右压板（3.4.3），所述右压板（3.4.3）与滑动钢丝夹具体（3.4.2）上下对应设置，所述右压板（3.4.3）的后部与偏心凸轮手柄（3.4.4）铰接，中部与滑动钢丝夹具体（3.4.2）铰接，两个右电极夹头（3.4.1）对应设置在滑动钢丝夹具体（3.4.2）、右压板（3.4.3）的前部；
所述滑动钢丝夹具体（3.4.2）设有受压腔，所述受压腔内设有蝶形弹簧（3.4.5）和受力柱（3.4.6），所述受力柱（3.4.6）设置在外侧，所述受力柱（3.4.6）上端与偏心凸轮手柄（3.4.4）的凸轮面相抵。
3.根据权利要求2所述的一种小直径二次锻压式钢丝对焊机，其特征在于：所述直线轴承付（3.6）设有两组，两组直线轴承付（3.6）前后设置，所述直线轴承付（3.6）包括直线轴承轴（3.6.1）和直线轴承（3.6.2），所述直线轴承轴（3.6.1）固定在机头座（3.1）上，所述直线轴承（3.6.2）嵌装在滑动钢丝夹具体（3.4.2）孔腔内，滑动钢丝夹具体（3.4.2）随直线轴承（3.6.2）在直线轴承轴（3.6.1）上左右移动。
4.根据权利要求3所述的一种小直径二次锻压式钢丝对焊机，其特征在于：所述滑动钢丝夹具体（3.4.2）后端固定设有移动杆（3.4.7），所述移动杆（3.4.7）随滑动钢丝夹具体（3.4.2）在水平方向左右移动，所述位移传感器（3.9）与移动杆（3.4.7）相匹配。
5.根据权利要求1所述的一种小直径二次锻压式钢丝对焊机，其特征在于：所述绝缘钢丝夹具（3.3）包括绝缘钢丝夹具体和左压板，所述左压板与绝缘钢丝夹具体上下对应设置，所述左压板的后部与偏心凸轮手柄铰接，中部与绝缘钢丝夹具体铰接，两个左电极夹头对应设置在绝缘钢丝夹具体、左压板的前部；
所述绝缘钢丝夹具（3.3）也设有受压腔，所述受压腔内设有蝶形弹簧（3.4.5）和受力柱（3.4.6），所述受力柱（3.4.6）设置在外侧，所述受力柱（3.4.6）一端与偏心凸轮手柄（3.4.4）的凸轮面相抵。
6.根据权利要求1所述的一种小直径二次锻压式钢丝对焊机，其特征在于：所述机架（1）的平台上还设有砂轮机（6）和剪切刀（7），所述砂轮机（6）设置在焊接机头的左侧，所述剪切刀（7）设置在剪切刀的右侧。
7.根据权利要求1所述的一种小直径二次锻压式钢丝对焊机，其特征在于：所述钢丝为直径4mm以下的高强度钢丝，钢丝为高碳钢丝或合金钢丝。
8.根据权利要求1所述的一种小直径二次锻压式钢丝对焊机，其特征在于：所述焊接机头还设有工作指示灯（9）、回火夹具（10）和回火按钮（11），所述工作指示灯（9）和回火按钮（10）分别嵌装在外框架（2）上，所述回火按钮（11）安装在外框架（2）的右侧。
9.一种小直径二次锻压式钢丝对焊机的对焊方法，其特征在于：采用权利要求1-8之一所述的对焊机，包括以下步骤：
步骤一、左电极夹头（3.3.1）和右电极夹头（3.4.1）分别夹入钢丝（12）并可靠接触；
步骤二、扳动焊接操纵手柄（3.2），滑杆（3.5）一端脱离凸轮（3.2.1）面，顶锻压簧（3.7）的顶力通过滑动钢丝夹具（3.4）加在钢丝上；凸轮（3.2.1）继续转动到压住焊接开关（3.10）至焊接电路接通，钢丝接头处短路发热在顶锻压簧（3.7）的作用下熔融在一起；
步骤三、滑动钢丝夹具（3.4）移动时移动杆（3.4.7）也随着移动，位移传感器（3.9）感应移动杆（3.4.7）的位移变化，一个位移传感器（3.9）发出信号电控箱迅速切断电流的输出，完成一次焊接；在完成一次焊接焊点还处于软化状态的同时，另一个位移传感器（3.9）发出指令信号，让电磁铁（3.8）得电迅速打击，大力推动滑动钢丝夹具，使钢丝焊接处得到进一步挤压，完成二次锻压；
步骤四、将打磨好的钢丝焊接点放在回火夹具（10）中间位置；按下回火按钮（11），工作指示灯（9）亮起，控制电器输出回火程序对钢丝焊点进行回火，当工作指示灯（9）灭后取下钢丝，钢丝焊接全过程完成。
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