[發(fā)明專利]降低冷硬態(tài)含磷IF鋼激光焊縫斷帶率的方法

有效

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• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104096972A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設計）人: 鐘如濤;高俊;劉念;鄭江鵬;牟文廣;方要治;王靚
• 申請（專利權）人: 武漢鋼鐵（集團）公司
• 主分類號: B23K26/24
• 分類號: B23K26/24;C21D9/50;C21D1/42
• 代理公司: 武漢開元知識產(chǎn)權代理有限公司 42104
• 代理人: 胡鎮(zhèn)西

技術領域

本發(fā)明屬于激光焊接技術領域，具體涉及一種降低冷硬態(tài)含磷IF鋼激光焊縫斷帶率的方法。

背景技術

IF鋼(即無間隙原子鋼)是自20世紀70年代以來隨真空冶煉技術發(fā)展而出現(xiàn)并得到工業(yè)化生產(chǎn)的新一代深沖鋼板，含磷IF鋼主要是利用磷的固溶強化作用提高鋼的強度。由于其較低的屈服強度和非常高的塑性應變比值，使得這種鋼板具有優(yōu)良的超深沖壓性能，廣泛用于制作車身內、外板及車身結構件等，因而受到了汽車、機械等許多工業(yè)生產(chǎn)部門的歡迎。

含磷IF鋼冷軋后處于冷硬態(tài)，為了使鋼板性能達到要求，一般要進行退火處理。采用連續(xù)退火處理時，須將鋼板頭、尾通過激光焊連接起來。實際生產(chǎn)過程中，發(fā)現(xiàn)冷硬態(tài)含磷IF鋼的激光焊縫，在進行連續(xù)退火處理時斷帶率較高，大大超過激光焊機的設計斷帶率。由于在爐內發(fā)生斷帶，需要停爐、降溫，需要人工進入爐內進行手工焊接，不僅施工環(huán)境惡劣，對人體健康造成極大的損害，而且停機也大幅地降低了生產(chǎn)效率。

目前，降低斷帶率的方法主要為填絲、焊前熱處理或焊后熱處理。對于連退激光焊接機組則都是采用焊后熱處理的方式：即沿焊縫方向，在緊鄰激光焊接頭后面安裝高頻(即頻率范圍為40～200KHz)感應加熱裝置，在焊接的同時對焊縫進行退火熱處理。這種方式屬于去應力退火，對于普通鋼種能夠改善焊縫力學性能，降低斷帶率，但對于含磷IF鋼的激光焊縫則沒有效果。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種降低冷硬態(tài)含磷IF鋼激光焊縫斷帶率的方法，以解決目前板厚為0.8～1.8mm的含磷IF鋼激光焊縫在爐內斷帶率高，需要停爐、降溫，進行手工焊接的技術問題。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案包括如下步驟：

1)激光焊接：將鋼板頭、尾通過激光焊連接起來，用于激光焊接的激光焊接器的功率2000～5000W，焊接速度為3～20m/min；所述激光焊接器的焊接頭上未設置有用于高頻感應加熱裝置；

2)焊接后進行熱處理：在激光焊接器的出口設置有高頻感應線圈，所述高頻感應線圈的長度比焊縫長0～100mm；焊接后，用高頻感應線圈對焊縫及焊縫長度方向兩邊各至少100mm的范圍進行熱處理；其中，熱處理時間≤1min時，1100℃≤熱處理溫度≤1400℃；1min＜熱處理時間≤2min時，1000℃≤熱處理溫度＜1100℃；2min＜熱處理時間≤3min時，800℃≤熱處理溫度＜1000℃。

進一步地，所述步驟1)中，焊接速度為3～5m/min。

進一步地，所述步驟2)中，所述高頻感應線圈的長度比焊縫長50～100mm。

現(xiàn)有技術在焊接的同時進行退火處理，由于焊接速度較高，退火加熱裝置的功率受限，焊縫溫度一般不會很高，保溫時間較短，只能起到消除焊接應力的作用。對于一般鋼種而言，由于焊接時焊縫冷卻速度較快，易于出現(xiàn)淬火組織，焊縫的強度、硬度高于母材；特別是激光焊縫，由于焊接線能量更小，焊縫的強度和硬度應該更高。因此消除焊接應力退火可提高焊縫的綜合機械性能。但本發(fā)明的發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，對于含磷IF鋼，由于磷的強化作用，冷軋后鋼板強度、硬度更高；而焊接后，焊縫強度、硬度大幅降低；并且由于磷與鐵生成的磷化鐵分布在晶界，導致焊縫很脆。由于在進入后道工序要進行反復彎曲，而焊縫兩邊母材強度高于焊縫，變形全部由較脆的焊縫承擔，因此容易在焊縫處斷裂。如果繼續(xù)采用現(xiàn)有技術中通過提高焊縫的強度和硬度至焊縫兩邊母材的強度和硬度以上，以使在反復彎曲時，焊縫保持不變形，母材發(fā)生變形，從而使焊縫不斷裂的方法，就需要大幅提高焊縫強度和硬度。由于含磷IF鋼的母材強度和硬度較大，提高焊縫的強度和硬度較為困難。本發(fā)明則是在發(fā)現(xiàn)上述問題的情況下，通過在激光焊接的同時不進行退火處理，而在焊接后再進行熱處理，通過控制熱處理的溫度和時間在合適的范圍，同時降低焊縫和母材的強度及硬度，且焊縫的強度和硬度降低幅度大于母材的降低幅度，最終使得焊縫區(qū)域母材的強度和硬度低于焊縫的強度和硬度，從而大幅減少了焊縫斷帶率。

附圖說明

圖1為焊縫區(qū)進行常規(guī)熱處理后的拉伸斷裂試驗結果示意圖。

圖2為焊縫區(qū)進行常規(guī)熱處理后的焊縫區(qū)域顯微硬度分布示意圖。

圖3為焊縫區(qū)按本發(fā)明方法進行熱處理后的拉伸斷裂試驗結果示意圖。

圖4為焊縫區(qū)按本發(fā)明方法進行熱處理后的焊縫區(qū)域顯微硬度分布示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

本發(fā)明的降低板厚為0.8～1.8mm的冷硬態(tài)含磷IF鋼激光焊縫斷帶率的方法，包括如下步驟：