[發明專利]鋼板的激光焊接方法和激光焊接裝置

有效

• 申請號: 201210100188.8
• 申請日: 2008-02-14
• 公開（公告）號: CN102615428A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 小出太郎;巽雄二郎;大野谷耕一;杉坂昭彥;岡田敦司;中野裕行;井上秋雄;中川佳昭
• 申請（專利權）人: 住友金屬工業株式會社;東芝三菱電機產業系統株式會社;多田電機株式會社
• 主分類號: B23K26/20
• 分類號: B23K26/20;B23K26/42
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;張會華

本申請是申請日為2008年2月14日、中國申請號為200880004583.8、國際申請號為PCT/JP2008/052400、發明名稱為“鋼板的激光焊接方法和激光焊接裝置”的發明申請的分案申請

技術領域

本發明涉及鋼板的對接部分的激光焊接方法和其激光焊接裝置。

背景技術

一般地，在對熱軋鋼板、冷軋鋼板等鋼板進行處理的工藝流水線(酸洗、退火、軋制、卷繞(rewinding)、檢查等的流水線)中，經常使用連續地供給鋼板、對被供給的鋼板進行連續處理的連續流水線。

為了將要處理的鋼板連續地供給到這樣的能連續處理的連續流水線，需要在該連續流水線的上游工序中將鋼板和鋼板對接焊接而不間斷地將鋼板供給到連續流水線。

作為配置在該連續流水線的上游工序的一般的焊接裝置，有以下的焊接裝置：將作為前一個鋼板的焊接件(以下稱為前一個被焊接件)的端面和作為相對于前一個被焊接件為后一個鋼板的焊接件(以下稱為后一個被焊接件)的端面焊接而連接起來。而且，在要焊接的被焊接件是高碳鋼和高張力鋼板的情況下，以提高生產率、穩定質量為目的，經常使用采用激光進行焊接的激光焊接裝置。但是，在這樣的高碳鋼和高張力鋼板的激光焊接中，隨著由于焊接后的驟冷而在被焊接件內部生成馬氏體，多會產生焊接裂紋。為此，為了降低馬氏體生成量而減少焊接裂紋，需要降低被焊接件的急劇的溫度變化。

例如，在專利文獻1中記載有包括臺車、旋轉式墊板構件、線圈的對焊裝置(butt?welding?apparatus)，上述臺車沿著使進行激光焊接的端面相面對了的鋼板的對接部與焊機的焊炬的移動同步地行駛；上述旋轉式墊板構件構成為能旋轉地配設于該臺車上，并且隨著臺車的行駛從下方襯托焊接部；上述線圈隨著臺車的行駛在焊炬之前對對接部和其附近部分進行預熱。

在專利文獻2中公開有這樣一種高張力鋼板的激光焊接方法：通過在激光束通過之后加熱到規定溫度來防止焊縫金屬固化，從而形成成形性良好的焊接部。

專利文獻1：日本特開平6-312285號公報

專利文獻2：日本特開2004-209497號公報

但是，在專利文獻1中記載的接板焊接裝置，存在如以下那樣的問題。即，在對鋼板進行連續處理的連續流水線所使用的激光焊接裝置中，為了高精度地對前一個被焊接件的端部和后一個被焊接件的端部進行焊接，作為前處理，利用內置在接板焊接裝置中的切斷裝置切斷前一個被焊接件的端部和后一個被焊接件的端部。此時，形成對接部的端部有時不是平坦面，會產生微小形狀的偏差，并且會產生飛邊。若在這樣的端部的形狀產生偏差或產生飛邊的狀態下進行感應加熱和激光焊接，則由于板端的對接間隙的變化，有產生焊接錯邊或焊接穿孔等焊接部的形狀不良這樣的問題。

此外，在專利文獻1中記載的接板焊接裝置中，特別是在前一個被焊接件的板厚和后一個被焊接件的板厚不同的情況下，在焊接部處母材之間會產生臺階。因此，在產生了該臺階的狀態下，在被焊接件被供給到后工序的連續流水線而進行反復彎曲的情況下，存在焊接部出局部作用有彎曲應力而在該焊接部處產生斷裂這樣的問題。

而且，在專利文獻1中記載的接板焊接裝置中，由于在被焊接件的板厚方向上產生磁通，因此，貫穿磁通量會因被焊接件的端面間接觸的狀況而發生變化，存在難以穩定地均勻地加熱這樣的問題。

在鋼板被供給到連續流水線之前，通常會為了去除鋼板表面的氧化皮粉等異物而進行向鋼板表面供給噴洗水的操作。或者，為了避免鋼板表面的氧化皮粉等異物附著于輥上，有時也一邊對輥表面噴射噴洗水一邊進行鋼板供給。而且，即使在不供給噴洗水的情況下，鋼板在經過水冷卻工序等的情況下，有時也會在鋼板上殘留有冷卻水。因此，在進行上述的鋼板的焊接時，鋼板端部的對接部分被清洗水、冷卻水潤濕的情況較多。對殘留有水分的對接部照射激光進行焊接時，會產生水蒸氣。該水蒸氣會吹散熔融金屬而使焊接部的表面形成較大凹陷缺陷，或者該水蒸氣會殘留在焊縫金屬中而形成氣泡缺陷。含有這樣的缺陷的焊接部導致接合強度降低。結果，鋼板在連續流水線的中途從焊接部處斷裂，需要停止制造流水線而進行修復。這是在制造效率上應該避免的問題。

另一方面，在為了使用激光焊接而不用水進行清洗的情況下，氧化皮粉等會殘留在鋼板上，這有時會導致在后處理中在鋼板表面上產生缺陷等。

利用以專利文獻2等中記載的發明為首的以往技術，雖然適用于激光焊接鋼板但并不能解決上述問題，解決上述問題的希望依然很高。

發明內容