CN109834382A - 一种冷轧低合金高强钢的窄搭接焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种冷轧低合金高强钢的窄搭接焊接工艺，用连续生产线的窄搭接焊机进行焊接，将前卷带钢的带尾和后卷带钢的带头经入口剪剪切，然后将前卷带钢的带尾和后卷带钢的带头搭接，进行焊接。实现了低合金高强钢带的窄搭接焊接作业，为低合金高强钢带连续生产提供了条件。本发明的低合金高强钢带焊缝强度高，而且具有很高的塑性和韧性，在大张力的生产线上经历多次转向、反弯、高温保温不会发生开焊、断裂等现象，避免了焊缝断带事故的发生，保证了生产线的连续生产。

Description

一种冷轧低合金高强钢的窄搭接焊接工艺

技术领域

本发明涉及钢带焊接技术领域，具体涉及一种冷轧低合金高强钢的窄搭接焊接工艺。

背景技术

连续退火线是将带钢焊接起来实现不间断生产的产线，是现代钢铁企业提高生产效率，降低生产成本的重要工艺技术手段。其广泛应用于酸轧联合生产线、连续退火生产线和连续连退退火生产线等生产领域。窄搭接焊机属于电阻焊，利用电流产生的电阻热效应将压紧与电极之间的被焊工件加热到熔化或塑形状态，使之结合的焊接方法。对于焊接如HC340、420MPa级别的低合金高强钢，由于其合金含量高，碳当量高，焊接后淬硬性强，焊缝热影响区的硬度高，因此其焊接性较差，容易在大张力、高温环境下的发生沿焊缝断带事故，而通常处理断带需要花费大量的时间、人力成本，能否生产高级别的低合金高强钢是衡量一个钢铁企业生产水平的一个重要标准，而生产高级别低合金高强钢的前提就是将同种或不同种带钢的焊接起来。

一般钢厂普遍采用激光焊机来焊接低合金高强钢与普碳钢等合金含量高的钢种，但是相比于激光焊机，窄搭接焊机的价格更低，因此如果能够采用窄搭接焊机来焊接低合金高强钢无疑是降低企业生产成本，提高企业经济效益的一个创新性方法。

CN201510235330从其实施例可以看出，该方法仅适用于双相钢之间的相互焊接，未考虑到低合金高强钢之间及与普通碳钢的焊接，对于生产计划下发具有局限性。同时由于低合金高强钢，由于其合金含量高，碳当量高，在焊接时焊接热影响区容易产生淬硬的铁素体、珠光体组织，对裂纹更敏感，因此其焊接性较差，较难获得平整光滑的焊缝质量，容易在大张力的生产线上发生沿焊缝断带事故，给生产带来不便，同时也会影响带钢质量以及对设备造成一定损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种冷轧低合金高强钢的窄搭接焊接工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种冷轧低合金高强钢的窄搭接焊接工艺，用连续生产线的窄搭接焊机进行焊接，将前卷带钢的带尾和后卷带钢的带头经入口剪剪切，然后将前卷带钢的带尾和后卷带钢的带头搭接，进行焊接，焊接工序的工艺条件为：

焊接电流为16.5～22kA，焊接速度为10～15m/min，焊轮压力为20～25kN，焊接搭接量为0.9～2mm，焊接补偿量为0.8～1.2mm；上述低合金高强钢带的窄搭接焊接工艺，带钢焊接后采用碾压轮对焊缝进行修整，提高焊缝的平整度，碾压力在带钢厚度为0.8mm以下为低压，0.8mm以上选择为高压；

前卷带钢和后卷带钢至少有一种为低合金高强钢，至多有一种普碳钢，低合金高强钢为HC420或HC340；低合金高强钢的主要化学成分的质量百分含量为：C：0.06～0.08％，Si：≤0.05％，Mn：0.65～1.75％，其余为Fe及不可避免杂质元素；普碳钢成分为C：0.01～0.03％，Si：＜0.02％，Mn：0.15～0.25％，其余为Fe及不可避免杂质元素。

具体地，后卷带钢带头长度针对于上下线通道定位为焊机入口摄像头1070～1090mm之间后，焊机入口对中，对中行程±75mm；焊机出口对中后，焊机剪剪切带钢并冲孔，孔距离焊缝80mm，孔直径为15mm。

具体地，按下述公式计算所得搭接量、补偿量、焊接速度、焊轮压力、焊接电流；

W＝1.0*H；

C＝0.55+0.3H；

V＝19-3.8*H；

P＝15+6H；

ΔT＝745+100*H；

式中：W是搭接量，单位为mm；H是两带钢焊后的焊缝厚度，单位为mm；C是补偿量，单位为mm；V是焊接速度，单位为m/min；P是焊接压力，单位为KN；I是焊接电流，单位为A；ΔT是焊接温度，单位为℃；K、α、β、ε为常数，K/ε取值0.35、α取值-5.55、β取值为0.80；ρ为钢铁的密度，取值7.9g/cm³；CE是焊缝碳当量，质量百分数，CE＝(CE1*H1+CE2*H2)/(H1+H2)，其中，CE1和H1是焊接钢种的碳当量和厚度，CE2和H2是待焊钢种的碳当量和厚度。

具体地，所述低合金高强钢与普碳钢的厚度为1.0～2.0mm。

在钢带生产过程中，低合金高强钢属于先进高强钢，与普通带钢成分、组织、强度等有着巨大差别，至今未有使用窄搭接焊机焊接低合金高强钢带的技术。本发明是一种大胆尝试，突破了窄搭接焊机设备的强度、成分等设计极限，通过科学、系统的大量实验，分析实验数据结果以及创新性的劳动，研究制定出本发明的焊接工艺，实现了低合金高强钢带的窄搭接焊接作业，为低合金高强钢带连续生产提供了条件。本发明的低合金高强钢带焊缝强度高，而且具有很高的塑性和韧性，在大张力的生产线上经历多次转向、反弯、高温保温不会发生开焊、断裂等现象，避免了焊缝断带事故的发生，保证了生产线的连续生产。

本发明可以使用企业现有连续处理线上窄搭接焊机焊接低合金高强钢带，不需对设备进行任何改造，大大拓宽了现有生产线的功能，且有效地降低了低合金高强钢的生产成本和设备成本，为企业带来了巨大的经济效益。

附图说明

图1是本发明实施例1焊缝形貌图。

图2是本发明实施例2焊缝形貌图。

图3是本发明实施例3焊缝形貌图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。

实施例1

生产品种：HC340低合金高强钢与DC01普碳钢

规格：1.0*1250mm。

带钢采用连续退火生产线上窄搭接焊机进行焊接。

焊接工艺过程：带钢头、尾经入口剪剪切，前卷带钢尾部与后卷带钢的头部搭接后进行焊接。

焊接工艺：焊接电流为16.5KA；焊接速度为15m/min；焊轮压力为20KN；搭接量为0.9mm；补偿量为0.8mm；焊后碾压轮对焊缝进行修整，碾压力选择为高压。

经上述焊接工艺焊接后的带钢经过清洗段、活套、加热炉、平整机组等，最终生产出，带钢下线后焊缝质量良好，无断带。合格焊缝形貌如图1所示。

实施例2

生产品种：HC340低合金高强钢与HC420低合金高强钢

规格：1.5*1500mm。

带钢采用连续退火生产线上窄搭接焊机进行焊接。

焊接工艺过程：带钢头、尾经入口剪剪切，前卷带钢尾部与后卷带钢的头部搭接后进行焊接。

焊接工艺：焊接电流为20KA；焊接速度为13m/min；焊轮压力为24KN；搭接量为1.5mm；补偿量为1mm；焊后碾压轮对焊缝进行修整，碾压力选择为高压。

经上述焊接工艺焊接后的带钢经过连退线的清洗段、活套、加热炉、光整机等，最终生产出成品，带钢下线后焊缝质量良好，无裂纹和破损。合格焊缝形貌如图2所示。

实施例3

生产品种：HC340低合金高强钢与DC01普碳钢

规格：2.0*1250mm。

带钢采用连续连退生产线上窄搭接焊机进行焊接。

焊接工艺过程：带钢头、尾经入口剪剪切，前卷带钢尾部与后卷带钢的头部搭接后进行焊接。

焊接工艺：焊接电流为22KA；焊接速度为10m/min；焊轮压力为25KN；搭接量为2mm；补偿量为1.2mm；焊后碾压轮对焊缝进行修整，碾压力选择为高压。

经上述焊接工艺焊接后的带钢经过清洗段、活套、加热炉、平整机组等，最终生产出成品，带钢下线后焊缝质量良好，无裂纹和破损。合格焊缝形貌如图3所示。

Claims (4)

1.一种冷轧低合金高强钢的窄搭接焊接工艺，其特征在于，用连续生产线的窄搭接焊机进行焊接，将前卷带钢的带尾和后卷带钢的带头经入口剪剪切，然后将前卷带钢的带尾和后卷带钢的带头搭接，进行焊接，焊接工序的工艺条件为：

焊接电流为16.5～22kA，焊接速度为10～15m/min，焊轮压力为20～25kN，焊接搭接量为0.9～2mm，焊接补偿量为0.8～1.2mm；；上述低合金高强钢带的窄搭接焊接工艺，带钢焊接后采用碾压轮对焊缝进行修整，提高焊缝的平整度，碾压力在带钢厚度为0.8mm以下为低压，0.8mm以上选择为高压；

前卷带钢和后卷带钢至少有一种为低合金高强钢，至多有一种普碳钢，低合金高强钢为HC420或HC340；低合金高强钢的主要化学成分的质量百分含量为：C：0.06～0.08％，Si：≤0.05％，Mn：0.65～1.75％，其余为Fe及不可避免杂质元素；普碳钢成分为C：0.01～0.03％，Si：＜0.02％，Mn：0.15～0.25％，其余为Fe及不可避免杂质元素。

2.如权利要求1所述的冷轧低合金高强钢的窄搭接焊接工艺，其特征在于，后卷带钢带头长度针对于上下线通道定位为焊机入口摄像头1070～1090mm之间后，焊机入口对中，对中行程±75mm；焊机出口对中后，焊机剪剪切带钢并冲孔，孔距离焊缝80mm，孔直径为15mm。

3.如权利要求1所述的冷轧低合金高强钢的窄搭接焊接工艺，其特征在于，按下述公式计算所得搭接量、补偿量、焊接速度、焊轮压力、焊接电流；

W＝1.0*H；

C＝0.55+0.3H；

V＝19-3.8*H；

P＝15+6H；

ΔT＝745+100*H；

式中：W是搭接量，单位为mm；H是两带钢焊后的焊缝厚度，单位为mm；C是补偿量，单位为mm；V是焊接速度，单位为m/min；P是焊接压力，单位为KN；I是焊接电流，单位为A；ΔT是焊接温度，单位为℃；K、α、β、ε为常数，K/ε取值0.35、α取值-5.55、β取值为0.80；ρ为钢铁的密度，取值7.9g/cm³；CE是焊缝碳当量，质量百分数，CE＝(CE1*H1+CE2*H2)/(H1+H2)，其中，CE1和H1是焊接钢种的碳当量和厚度，CE2和H2是待焊钢种的碳当量和厚度。

4.如权利要求1所述的冷轧低合金高强钢的窄搭接焊接工艺，其特征在于，所述低合金高强钢与普碳钢的厚度为1.0～2.0mm。