CN102107329A

CN102107329A - 一种发蓝钢带的激光焊接方法

Info

Publication number: CN102107329A
Application number: CN2009102487938A
Authority: CN
Inventors: 李志强; 常仁贵; 高恩运; 王鹏
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2011-06-29

Abstract

本发明涉及一种发蓝钢带的激光焊接方法，通过调整焊机设备精度和焊接工艺参数，降低焊接速度和激光功率，增加二次加热工序及加热功率，扩大焊接间隙，实现酸洗-轧制联合机组连续生产冷硬钢质发蓝钢带的激光焊接工艺。实施本发明可显著提高发蓝钢带的焊接质量，断带率可控制在0.8％以下，使激光焊接的发蓝钢带焊缝完全满足酸洗-轧制联合机组连续稳定生产冷硬钢质发蓝钢带的要求，为发蓝钢带的生产开辟了一条新路。从而避免由于断带而造成的频繁换辊、硌伤工作辊事故，降低能耗和辊耗，节省成本开支。本发明方法简单实用，便于掌握和操作，无需投资和增加设备，即可快速见效。

Description

一种发蓝钢带的激光焊接方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种用于酸洗-轧制联合机组连续生产发蓝钢带的激光焊接工艺方法。

背景技术

近年来，根据市场需要和用户要求，部分冷轧厂已开始在酸洗-轧制联合机组研发生产发蓝冷硬钢质钢带，以扩大酸洗-轧制联合机组的生产品种，满足日益增长的市场需求。发蓝钢带的钢质亦即标准钢牌号为20MnSi和30Mn，一般冷轧钢牌号记为AFD1、AFD2、AFD3、AFD4。由于发蓝钢带化学成分中C含量最高达到了0.35％、Mn含量最高达到1.6％，对于酸洗-轧制联合机组的激光焊接来说，是从未焊接过的，因而对实现酸轧连续生产的最重要条件-激光焊接的焊缝质量提出了严峻的挑战。

一般的冷轧厂酸洗-轧制联合机组使用的焊机均为激光焊机，由于以前没有生产过C、Mn含量如此之高的钢质，焊接普通低碳钢、超低碳钢的焊接参数无法焊接出合格的焊缝。因此，酸洗-轧制联合机组焊接生产发蓝钢带时，焊缝的断带率高达40％以上，不仅直接造成大量的断带废品，使成材率大幅度降低，而且由于频繁停机处理断带，造成作业率下降，产量无法完成，且能源消耗增加。另外，由于断带还造成轧机工作辊硌伤，不得不频繁换辊，影响机组作业率，并使辊耗增加，产品质量下降。严重时，在生产钢牌号AFD2钢质时，20个钢卷居然用了9个多小时才生产完，而正常情况下，轧机每小时就生产10-20卷。

发明内容

本发明的目的就是针对上述问题，旨在提供一种参数选择合理，方法简单易行，能提高焊缝质量，减少断带率，满足酸洗-轧制联合机组稳定生产要求的发蓝钢带的激光焊接方法。

为此，本发明所采取的技术解决方案是：

一种发蓝钢带的激光焊接方法，通过调整焊机设备精度和焊接工艺参数，降低焊接速度和激光功率，增加二次加热工序及加热功率，扩大焊接间隙，实现酸洗-轧制联合机组连续生产冷硬钢质发蓝钢带的激光焊接工艺。

其具体方法为：

1、焊机设备精度满足：

出口、入口夹板台间隙≤1mm；

上、下激光头导向轮的平行度为0.03mm/300mm；

外光路激光聚焦点在钢带接缝中心线上；

2、焊接工艺参数满足：

焊接速度4.95～5.55m/min；

激光功率10.8～11.28kw；

导板间隙0.1～0.14mm；

预热功率14～16kw；

二次加热功率26～28kw。

本发明的有益效果为：

实施本发明可显著提高发蓝钢带的焊接质量，大幅度减少断带率，断带率可控制在0.8％以下，使激光焊接的发蓝钢带焊缝完全满足酸洗-轧制联合机组连续稳定生产冷硬钢质发蓝钢带的要求，为发蓝钢带的生产开辟了一条新路，从而避免由于断带而造成的频繁换辊、硌伤工作辊事故，降低能耗和辊耗，节省成本开支。本发明方法简单实用，便于掌握和操作，无需投资和增加设备，即可快速见效。

具体实施方式

根据焊接碳当量公式计算可知，发蓝钢带即AFD钢质的碳当量达到0.523％，而碳当量是反映钢中化学成分对硬化程度影响的主要指标，它是将钢中的合金元素(包括碳)按其对淬硬(包括冷裂、脆化等)的影响程度折合成的碳的相当含量值。与Q235钢质相比，发蓝钢带的碳当量高出0.269％；比CR340和590DP钢质高出0.154％。碳含量的增加是导致焊缝韧性下降和断带的直接原因。加之激光焊接的缺点是存在着焊接淬硬性材料时易形成硬脆接头，因此通常采用激光焊接时，材料的含碳量(碳当量)不能高于0.2％。当碳当量超过0.3％时，焊接的难度将会加大，且冷裂纹倾向亦会增大，从而增加了材料在疲劳和低温条件下的脆断倾向。

由于AFD钢质高的碳当量，因此焊接时必须增加预热后的后热，即进行二次加热。且焊接AFD钢质时使用的预热和后热选择区间较窄。预热和后热参数过小或过大均无法得到合格的优良焊缝。在选择处理好预热和后热参数的同时，还要通过降低焊接速度减缓焊接能量的输入；但是考虑到降低焊接速度将导致焊缝高度过高的问题，因此通过加大焊接间隙的方式来弥补。

基于上述分析和总体思路，本发明主要是通过调整焊机设备精度和焊接工艺参数，降低焊接速度和激光功率，将预热功率降低2～5kw，增加二次加热工序及加热功率，将二次加热功率增加24～28kw，以及增加钢带焊接时的间隙等技术措施，实现酸洗-轧制联合机组连续生产冷硬钢质发蓝钢带的激光焊接工艺。

实施例1：

钢牌号：AFD1；

钢的化学成分：C 0.23-0.30％，Si≤0.13％，Mn 1.40-1.60％，P≤0.025％，S≤0.015％，Als≥0.015％；原料厚度2.75mm；成品规格0.70×730～1380mm。

1、焊机设备精度调整：

标定出口、入口夹板台间隙为1mm；

上、下激光头导向轮的平行度为0.03mm/300mm；

调整外光路激光偏差为0.03mm，激光焦距偏差值小于0.1mm，确保聚焦点在钢带接缝中心线上。

2、焊接工艺参数调整：

选择的具体工艺参数为：

焊接速度5.0m/min；激光功率10.9kw；导板间隙0.14mm；预热功率14kw；二次加热功率28kw；碾压力50kN。

3、其他参数控制：

轧机硬度级别S5，乳液浓度控制在2.75～3.25％，5架轧机连轧，压下率在72.73～79.64％，其他轧制参数按常规设定值执行，即可生产出符合标准和市场要求的发蓝钢带，断带率可控制在0.5％左右。

实施例2：

钢牌号：AFD2；

钢的化学成分：C 0.26～0.30％，Si≤0.15％，Mn 1.45～1.60％，P≤0.020％，S≤0.010％，Als≥0.015％；原料厚度3.5mm；成品规格1.20×730～1380mm。

1、焊机设备精度调整：

标定出口、入口夹板台间隙为1mm；

上、下激光头导向轮的平行度为0.03mm/300mm；

调整外光路激光偏差为0.04mm，激光焦距偏差值小于0.1mm，确保聚焦点在钢带接缝中心线上。

2、焊接工艺参数调整：

选择的具体工艺参数为：

焊接速度5.5m/min；激光功率11.2kw；导板间隙0.11mm；预热功率15kw；二次加热功率26kw；碾压力50kN。

3、其他参数控制：

轧机硬度级别S5，乳液浓度控制在2.75～3.25％，5架轧机连轧，压下率在61.71～67.14％，其他轧制参数按常规设定值执行，即可生产出符合标准和市场要求的发蓝钢带，且断带率均控制在0.7％左右。

Claims

1.一种发蓝钢带的激光焊接方法，其特征在于，通过调整焊机设备精度和焊接工艺参数，降低焊接速度和激光功率，增加二次加热工序及加热功率，扩大焊接间隙，实现酸洗-轧制联合机组连续生产冷硬钢质发蓝钢带的激光焊接工艺；其具体方法为：

(1)、焊机设备精度满足：

出口、入口夹板台间隙≤1mm；

上、下激光头导向轮的平行度为0.03mm/300mm；

外光路激光聚焦点在钢带接缝中心线上；

(2)、焊接工艺参数满足：

焊接速度4.95～5.55m/min；

激光功率10.8～11.28kw；

导板间隙0.1～0.14mm；

预热功率14～16kw；

二次加热功率26～28kw。