[發明專利]一種發藍鋼帶的激光焊接方法

無效

• 申請號: 200910248793.8
• 申請日: 2009-12-25
• 公開（公告）號: CN102107329A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 李志強;常仁貴;高恩運;王鵬
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: B23K26/20
• 分類號: B23K26/20;B23K101/16
• 代理公司: 鞍山華惠專利事務所 21213
• 代理人: 趙長芳

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，具體涉及一種用于酸洗-軋制聯合機組連續生產發藍鋼帶的激光焊接工藝方法。

背景技術

近年來，根據市場需要和用戶要求，部分冷軋廠已開始在酸洗-軋制聯合機組研發生產發藍冷硬鋼質鋼帶，以擴大酸洗-軋制聯合機組的生產品種，滿足日益增長的市場需求。發藍鋼帶的鋼質亦即標準鋼牌號為20MnSi和30Mn，一般冷軋鋼牌號記為AFD1、AFD2、AFD3、AFD4。由于發藍鋼帶化學成分中C含量最高達到了0.35％、Mn含量最高達到1.6％，對于酸洗-軋制聯合機組的激光焊接來說，是從未焊接過的，因而對實現酸軋連續生產的最重要條件-激光焊接的焊縫質量提出了嚴峻的挑戰。

一般的冷軋廠酸洗-軋制聯合機組使用的焊機均為激光焊機，由于以前沒有生產過C、Mn含量如此之高的鋼質，焊接普通低碳鋼、超低碳鋼的焊接參數無法焊接出合格的焊縫。因此，酸洗-軋制聯合機組焊接生產發藍鋼帶時，焊縫的斷帶率高達40％以上，不僅直接造成大量的斷帶廢品，使成材率大幅度降低，而且由于頻繁停機處理斷帶，造成作業率下降，產量無法完成，且能源消耗增加。另外，由于斷帶還造成軋機工作輥硌傷，不得不頻繁換輥，影響機組作業率，并使輥耗增加，產品質量下降。嚴重時，在生產鋼牌號AFD2鋼質時，20個鋼卷居然用了9個多小時才生產完，而正常情況下，軋機每小時就生產10-20卷。

發明內容

本發明的目的就是針對上述問題，旨在提供一種參數選擇合理，方法簡單易行，能提高焊縫質量，減少斷帶率，滿足酸洗-軋制聯合機組穩定生產要求的發藍鋼帶的激光焊接方法。

為此，本發明所采取的技術解決方案是：

一種發藍鋼帶的激光焊接方法，通過調整焊機設備精度和焊接工藝參數，降低焊接速度和激光功率，增加二次加熱工序及加熱功率，擴大焊接間隙，實現酸洗-軋制聯合機組連續生產冷硬鋼質發藍鋼帶的激光焊接工藝。

其具體方法為：

1、焊機設備精度滿足：

出口、入口夾板臺間隙≤1mm；

上、下激光頭導向輪的平行度為0.03mm/300mm；

外光路激光聚焦點在鋼帶接縫中心線上；

2、焊接工藝參數滿足：

焊接速度4.95～5.55m/min；

激光功率10.8～11.28kw；

導板間隙0.1～0.14mm；

預熱功率14～16kw；

二次加熱功率26～28kw。

本發明的有益效果為：

實施本發明可顯著提高發藍鋼帶的焊接質量，大幅度減少斷帶率，斷帶率可控制在0.8％以下，使激光焊接的發藍鋼帶焊縫完全滿足酸洗-軋制聯合機組連續穩定生產冷硬鋼質發藍鋼帶的要求，為發藍鋼帶的生產開辟了一條新路，從而避免由于斷帶而造成的頻繁換輥、硌傷工作輥事故，降低能耗和輥耗，節省成本開支。本發明方法簡單實用，便于掌握和操作，無需投資和增加設備，即可快速見效。

具體實施方式

根據焊接碳當量公式計算可知，發藍鋼帶即AFD鋼質的碳當量達到0.523％，而碳當量是反映鋼中化學成分對硬化程度影響的主要指標，它是將鋼中的合金元素(包括碳)按其對淬硬(包括冷裂、脆化等)的影響程度折合成的碳的相當含量值。與Q235鋼質相比，發藍鋼帶的碳當量高出0.269％；比CR340和590DP鋼質高出0.154％。碳含量的增加是導致焊縫韌性下降和斷帶的直接原因。加之激光焊接的缺點是存在著焊接淬硬性材料時易形成硬脆接頭，因此通常采用激光焊接時，材料的含碳量(碳當量)不能高于0.2％。當碳當量超過0.3％時，焊接的難度將會加大，且冷裂紋傾向亦會增大，從而增加了材料在疲勞和低溫條件下的脆斷傾向。

由于AFD鋼質高的碳當量，因此焊接時必須增加預熱后的后熱，即進行二次加熱。且焊接AFD鋼質時使用的預熱和后熱選擇區間較窄。預熱和后熱參數過小或過大均無法得到合格的優良焊縫。在選擇處理好預熱和后熱參數的同時，還要通過降低焊接速度減緩焊接能量的輸入；但是考慮到降低焊接速度將導致焊縫高度過高的問題，因此通過加大焊接間隙的方式來彌補。

基于上述分析和總體思路，本發明主要是通過調整焊機設備精度和焊接工藝參數，降低焊接速度和激光功率，將預熱功率降低2～5kw，增加二次加熱工序及加熱功率，將二次加熱功率增加24～28kw，以及增加鋼帶焊接時的間隙等技術措施，實現酸洗-軋制聯合機組連續生產冷硬鋼質發藍鋼帶的激光焊接工藝。

實施例1：

鋼牌號：AFD1；