CN103920996A - 一种捆带钢的激光焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种捆带钢的激光焊接方法，属于板带冷连轧焊接技术领域。该方法包括在焊机上加装焊丝，通过光栅对带钢头尾定位，对所述捆带钢的头尾剪切，调整焊机焊接参数，并对捆带钢的焊接接头进行焊接，其中，焊接参数包括焊接速度和焊丝速度，捆带钢厚度的大小与焊接速度的快慢呈反向变化关系，捆带钢厚度的大小与焊丝速度的快慢呈正向变化关系。本发明能够在超出激光焊机设计能力的前提下，保证高强度捆带用钢的焊接接头质量，满足连续性轧制生产要求。

Description

一种捆带钢的激光焊接方法

技术领域

本发明属于板带冷连轧焊接技术领域，特别涉及一种捆带钢的激光焊接方法。

背景技术

高强度捆带钢广泛用于钢材、有色金属、轻纺制品、建材、玻璃、烟草、纸卷、羊毛等货物的包装，一般具有“抗拉强度不低于980Mpa，延伸率不低于12%，反复弯曲次数不少于10次，耐蚀性能良好”等特点。然而，高强度捆带钢的生产工艺复杂，对设备要求极高，一般在单机架轧机中生产。为提升生产效率，考虑在连轧机组中轧制生产，但由于其碳当量以及强度均超出板带冷连轧激光焊机设计能力，无法保证焊接接头质量，引发断带事故，造成生产中断。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种捆带钢的激光焊接方法，解决了现有技术中捆带钢的焊接接头强度不够造成断带的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种捆带钢的激光焊接方法，包括如下步骤：

在焊机上加装焊丝，通过光栅对带钢头尾定位，对所述捆带钢的头尾剪切，调整所述焊机的焊接参数，并对所述捆带钢的焊接接头进行焊接，其中，焊接参数包括焊接速度和焊丝速度，所述捆带钢厚度的大小与所述焊接速度的快慢呈反向变化关系，所述捆带钢厚度的大小与所述焊丝速度的快慢呈正向变化关系。

进一步地，所述捆带钢的所述焊接速度和所述焊丝速度与所述捆带钢的厚度关系如下：

当所述捆带钢厚度为2mm,其所述焊接速度为6m/min,其所述焊丝速度为3m/min;

当所述捆带钢厚度为2.5mm,其所述焊接速度为5.5m/min,其所述焊丝速度为3.5m/min;

当所述捆带钢厚度为3mm,其所述焊接速度为5m/min,其所述焊丝速度为4m/min;

当所述捆带钢厚度为3.5mm,其所述焊接速度为4.5m/min,其所述焊丝速度为4.2m/min;

当所述捆带钢厚度为4mm,其所述焊接速度为4m/min,其所述焊丝速度为4.5m/min;

当所述捆带钢厚度为4.5mm,其所述焊接速度为3.5m/min,其所述焊丝速度为4.7m/min;

当所述捆带钢厚度为5mm,其所述焊接速度为3m/min,其所述焊丝速度为5m/min;

当所述捆带钢厚度为5.5mm,其所述焊接速度为2.7m/min,其所述焊丝速度为5.5m/min;

当所述捆带钢厚度为6mm,其所述焊接速度为2.5m/min,其所述焊丝速度为6m/min。

进一步地，所述焊接参数还包括激光频率，所述激光频率为12000w。

进一步地，所述焊接参数还包括后加热电流，所述后加热电流与所述捆带钢厚度的关系如下：

所述捆带钢厚度＜3.0mm时，所述后加热电流为110A；

当3.0≤所述捆带钢厚度＜4.0mm时，所述后加热电流为120A；

当4.0mm≤所述捆带钢厚度＜5.0mm时，所述后加热电流为130A；

当所述捆带钢厚度≥5.0mm时，所述后加热电流为140A。

进一步地，所述焊接参数还包括对接间隙，所述对接间隙与所述捆带钢厚度的关系如下：

所述捆带钢厚度＜3.0mm时，所述对接间隙为-0.30mm，

当3.0≤所述捆带钢厚度＜4.5mm时，所述对接间隙为-0.35mm，

当所述捆带钢厚度≥4.5mm时，所述对接间隙为-0.4mm。

进一步地，所述焊接参数还包括侧吹扫流量，所述侧吹扫流量为40l/min。

进一步地，所述捆带钢的组分按重量比其配比关系如下：

C0.3%、Si0.3%、Mn1.5%、P≤0.015%、S≤0.008%、Alt0.025%、V0.08、Cr0.13%、余量为Fe。

进一步地，所述捆带钢的屈服强度为640MPa，所述捆带钢的抗拉强度为800MPa。

进一步地，所述焊丝的的组分按重量比其配比关系如下：

C0.07%、Si0.69%、Mn1.53%、P0.023%、S0.01%、Cr0.41%、Cu0.1%、V0.034%、Ti0.12%、B0.004%、余量为Fe。

进一步地，所述捆焊丝的屈服强度为618MPa，所述焊丝的抗拉强度为700MPa。

本发明提供的捆带钢的激光焊接方法，能够在超出激光焊机设计能力的前提下，保证高强度捆带用钢的焊接接头质量，满足连续性轧制生产要求。

附图说明

图1为本发明实施例提供的捆带钢的焊接速度和焊丝速度与捆带钢的厚度关系示意图。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种捆带钢的激光焊接方法，包括如下步骤：

在焊机上加装焊丝，通过光栅对带钢头尾定位，对捆带钢的头尾剪切，调整焊机的焊接参数，并对捆带钢的焊接接头进行焊接，其中，焊接参数包括焊接速度和焊丝速度，捆带钢厚度的大小与焊接速度的快慢呈反向变化关系，捆带钢厚度的大小与焊丝速度的快慢呈正向变化关系。

在本发明实施例中，具体优选方案如下：

参见图1，根据捆带钢的焊接速度和焊丝速度与捆带钢的厚度关系如下：

当捆带钢厚度为2mm,其焊接速度为6m/min,其焊丝速度为3m/min;

当捆带钢厚度为2.5mm,其焊接速度为5.5m/min,其焊丝速度为3.5m/min;

当捆带钢厚度为3mm,其焊接速度为5m/min,其焊丝速度为4m/min;

当捆带钢厚度为3.5mm,其焊接速度为4.5m/min,其焊丝速度为4.2m/min;

当捆带钢厚度为4mm,其焊接速度为4m/min,其焊丝速度为4.5m/min;

当捆带钢厚度为4.5mm,其焊接速度为3.5m/min,其焊丝速度为4.7m/min;

当捆带钢厚度为5mm,其焊接速度为3m/min,其焊丝速度为5m/min;

当捆带钢厚度为5.5mm,其焊接速度为2.7m/min,其焊丝速度为5.5m/min;

当捆带钢厚度为6mm,其焊接速度为2.5m/min,其焊丝速度为6m/min。

经过多次试验，根据上述捆带钢的厚度调整焊接速度和焊丝速度，才能确保焊缝熔透性和饱满性。因为随带钢厚度的提高，焊接速度降低，同时焊丝速度增加。

其中，焊接参数还包括激光频率，激光频率为12000w。

其中，为保证沿宽度方向焊缝的热透性，随母材厚度的增加，退火电流随之升高，在本发明实施例中，焊接参数还包括后加热电流，后加热电流与捆带钢厚度的关系如下：

捆带钢厚度＜3.0mm时，后加热电流为110A；

当3.0≤捆带钢厚度＜4.0mm时，后加热电流为120A；

当4.0mm≤捆带钢厚度＜5.0mm时，后加热电流为130A；

当捆带钢厚度≥5.0mm时，后加热电流为140A。

其中，由于剪切过程中，剪刃间隙的设定值为母材厚度的5%，故随母材厚度的增加，剪刃间隙也随之增加，造成实际对接间隙增大，故随带钢厚度的增加，需要降低对接间隙值。在本发明实施例中，焊接参数还包括对接间隙，对接间隙与捆带钢厚度的关系如下：

捆带钢厚度＜3.0mm时，对接间隙为-0.30mm；

当3.0≤捆带钢厚度＜4.5mm时，对接间隙为-0.35mm；

当捆带钢厚度≥4.5mm时，对接间隙为-0.4mm。

其中，焊接参数还包括同轴吹扫流量，同轴吹扫流量为40l/min。

其中，焊接参数还包括侧吹扫流量，侧吹扫流量为40l/min。

其中，捆带钢的组分按重量比其配比关系如下：

C0.3%、Si0.3%、Mn1.5%、P≤0.015%、S≤0.008%、Alt0.025%、V0.08、Cr0.13%、余量为Fe。

其中，捆带钢的屈服强度为640MPa，捆带钢的抗拉强度为800MPa。

其中，焊丝的的组分按重量比其配比关系如下：

C0.07%、Si0.69%、Mn1.53%、P0.023%、S0.01%、Cr0.41%、Cu0.1%、V0.034%、Ti0.12%、B0.004%、余量为Fe。

其中，为与捆带钢强度特性匹配，选用与捆带钢同强度级别焊丝，焊丝的屈服强度为618MPa，焊丝的抗拉强度为700MPa。

实施例1：

本发明实施例提供的捆带钢的激光焊接方法，具体方法如下：

在本发明实施例中，捆带钢（3.5mm×1146mm）焊接；

步骤101：在焊机上加装焊丝，焊丝成分（单位：重量%）和强度（单位：Mpa）如下：

表1焊丝组分和强度表

步骤102：通过光栅对带钢头尾定位；

步骤103：对捆带钢的头尾剪切；

步骤104：调整焊机的焊接参数，其中，根据捆带钢的厚度，调整捆带钢的焊接速度、焊丝速度、激光频率、后加热电流、对接间隙、同轴吹扫流量和侧吹扫流量；在本发明实施例中，由于该捆带钢的厚度为3.5mm，其焊接速度为4.5m/min,其焊丝速度为4.2m/min，激光频率为12000w，后加热电流为120A，对接间隙为-0.35mm，同轴吹扫流量为40l/min，侧吹扫流量为40l/min。

步骤105：对捆带钢的焊接接头进行焊接。

经本发明实施提供的捆带钢的激光焊接方法，获得的捆带钢焊缝，焊接接头质量良好，满足冷连轧连续性生产要求，无断带产生。

本发明实施例提供的捆带钢的激光焊接方法，能够在超出激光焊机设计能力的前提下，保证高强度捆带用钢的焊接接头质量，满足连续性轧制生产要求。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种捆带钢的激光焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

在焊机上加装焊丝，通过光栅对带钢头尾定位，对所述捆带钢的头尾剪切，调整所述焊机的焊接参数，并对所述捆带钢的焊接接头进行焊接，其中，焊接参数包括焊接速度和焊丝速度，所述捆带钢厚度的大小与所述焊接速度的快慢呈反向变化关系，所述捆带钢厚度的大小与所述焊丝速度的快慢呈正向变化关系。

2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述捆带钢的所述焊接速度和所述焊丝速度与所述捆带钢的厚度关系如下：

当所述捆带钢厚度为2mm,其所述焊接速度为6m/min,其所述焊丝速度为3m/min;

当所述捆带钢厚度为2.5mm,其所述焊接速度为5.5m/min,其所述焊丝速度为3.5m/min;

当所述捆带钢厚度为3mm,其所述焊接速度为5m/min,其所述焊丝速度为4m/min;

当所述捆带钢厚度为3.5mm,其所述焊接速度为4.5m/min,其所述焊丝速度为4.2m/min;

当所述捆带钢厚度为4mm,其所述焊接速度为4m/min,其所述焊丝速度为4.5m/min;

当所述捆带钢厚度为4.5mm,其所述焊接速度为3.5m/min,其所述焊丝速度为4.7m/min;

当所述捆带钢厚度为5mm,其所述焊接速度为3m/min,其所述焊丝速度为5m/min;

当所述捆带钢厚度为5.5mm,其所述焊接速度为2.7m/min,其所述焊丝速度为5.5m/min;

当所述捆带钢厚度为6mm,其所述焊接速度为2.5m/min,其所述焊丝速度为6m/min。

3.根据权利要求1或2所述的激光焊接方法，其特征在于，所述焊接参数还包括激光频率，所述激光频率为12000w。

4.根据权利要求1或2所述的激光焊接方法，其特征在于，所述焊接参数还包括后加热电流，所述后加热电流与所述捆带钢厚度的关系如下：

所述捆带钢厚度＜3.0mm时，所述后加热电流为110A；

当3.0≤所述捆带钢厚度＜4.0mm时，所述后加热电流为120A；

当4.0mm≤所述捆带钢厚度＜5.0mm时，所述后加热电流为130A；

当所述捆带钢厚度≥5.0mm时，所述后加热电流为140A。

5.根据权利要求1或2所述的激光焊接方法，其特征在于，所述焊接参数还包括对接间隙，所述对接间隙与所述捆带钢厚度的关系如下：

所述捆带钢厚度＜3.0mm时，所述对接间隙为-0.30mm；

当3.0≤所述捆带钢厚度＜4.5mm时，所述对接间隙为-0.35mm；

当所述捆带钢厚度≥4.5mm时，所述对接间隙为-0.4mm。

6.根据权利要求1或2所述的激光焊接方法，其特征在于，所述焊接参数还包括侧吹扫流量，所述侧吹扫流量为40l/min。

7.根据权利要求1或2所述的激光焊接方法，其特征在于，所述捆带钢的组分按重量比其配比关系如下：

C0.3%、Si0.3%、Mn1.5%、P≤0.015%、S≤0.008%、Alt0.025%、V0.08、Cr0.13%、余量为Fe。

8.根据权利要求7所述的激光焊接方法，其特征在于，所述捆带钢的屈服强度为640MPa，所述捆带钢的抗拉强度为800MPa。

9.根据权利要求1或2所述的激光焊接方法，其特征在于，所述焊丝的的组分按重量比其配比关系如下：

C0.07%、Si0.69%、Mn1.53%、P0.023%、S0.01%、Cr0.41%、Cu0.1%、V0.034%、Ti0.12%、B0.004%、余量为Fe。

10.根据权利要求9所述的激光焊接方法，其特征在于，所述捆焊丝的屈服强度为618MPa，所述焊丝的抗拉强度为700MPa。