專利名稱：一種發藍鋼帶的激光焊接方法
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。
具體實施例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?；谏鲜龇治龊涂傮w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；鋼的化學成分C0. 23-0. 30%，Si 彡 0. 13%，Mn 1. 40-1. 60 %, P ^ 0. 025 %, S 彡 0. 015%, Als 彡 0. 015% ；原料厚度 2. 75mm ；成品規格 0. 70X730 1380mm。1、焊機設備精度調整標定出口、入口夾板臺間隙為Imm ；上、下激光頭導向輪的平行度為0. 03mm/300mm ；調整外光路激光偏差為0. 03mm，激光焦距偏差值小于0. 1mm，確保聚焦點在鋼帶 接縫中心線上。2、焊接工藝參數調整選擇的具體工藝參數為焊接速度5. Om/min ；激光功率10. 9kw ；導板間隙0. 14mm ；預熱功率14kw ；二次加熱功率28kw ；碾壓力50kN。3、其他參數控制軋機硬度級別S5，乳液濃度控制在2. 75 3. 25 %，5架軋機連軋，壓下率在 72. 73 79. 64%，其他軋制參數按常規設定值執行，即可生產出符合標準和市場要求的發 藍鋼帶，斷帶率可控制在0.5%左右。實施例2 鋼牌號AFD2；鋼的化學成分C0. 26 0. 30%，Si 彡 0. 15%，Mn 1. 45 1. 60%，P 彡 0. 020%， S 彡 0. 010%, Als 彡 0. 015% ；原料厚度 3. 5mm ；成品規格 1. 20X730 1380mm。1、焊機設備精度調整標定出口、入口夾板臺間隙為Imm ；上、下激光頭導向輪的平行度為0. 03mm/300mm ；調整外光路激光偏差為0. 04mm，激光焦距偏差值小于0. 1mm，確保聚焦點在鋼帶 接縫中心線上。2、焊接工藝參數調整選擇的具體工藝參數為焊接速度5. 5m/min ；激光功率11. 2kw ；導板間隙0. Ilmm ；預熱功率15kw ；二次加 熱功率26kw ；碾壓力50kN。3、其他參數控制軋機硬度級別S5，乳液濃度控制在2. 75 3. 25 %，5架軋機連軋，壓下率在 61. 71 67. 14%，其他軋制參數按常規設定值執行，即可生產出符合標準和市場要求的發 藍鋼帶，且斷帶率均控制在0.7%左右。
權利要求
1. 一種發藍鋼帶的激光焊接方法，其特征在于，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、入口夾板臺間隙彡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。
全文摘要
本發明涉及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。實施本發明可顯著提高發藍鋼帶的焊接質量，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。
文檔編號B23K101/16GK102107329SQ20091024879
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月25日 優先權日2009年12月25日
發明者常仁貴, 李志強, 王鵬, 高恩運 申請人:鞍鋼股份有限公司