一種激光焊機焊接低碳鋼的方法與流程

本發明涉及冶金技術領域，特別是涉及一種激光焊機焊接低碳鋼的方法。

背景技術：

激光焊接是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。冷軋生產線使用的激光焊機就是使用激光焊接方法的機器，生產線一般采用激光深熔焊接，即功率大于10000w/cm²，金屬表面受熱作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快，深寬比大的特點。

激光深熔焊接采用連續激光光束完成材料的連接，其冶金物理過程與電子束焊接極為相似，即能量轉換機制是通過“小孔”(key-hole)結構來完成的。在足夠高的功率密度激光照射下，材料產生蒸發并形成小孔。這個充滿材料蒸氣的小孔猶如一個黑體，幾乎吸收全部的入射光束能量，孔腔內平衡溫度達2500攝氏度左右，熱量從這個高溫孔腔外壁傳遞出來，使包圍著這個孔腔四周的金屬熔化。小孔內充滿在光束照射下壁體材料連續蒸發產生的高溫蒸汽，小孔四壁包圍著熔融金屬，液態金屬四周包圍著固體材料(而在大多數常規焊接過程和激光傳導焊接中，能量首先沉積于工件表面，然后靠傳遞輸送到內部)。孔壁外液體流動和壁層表面張力與孔腔內連續產生的蒸汽壓力相持并保持著動態平衡。光束不斷進入小孔，小孔外的材料在連續流動，隨著光束移動，小孔始終處于流動的穩定狀態。就是說，小孔和圍著孔壁的熔融金屬隨著前導光束前進速度向前移動，熔融金屬充填著小孔移開后留下的空隙并隨之冷凝，焊縫于是形成。工業生產中主要使用co2激光，co2激光是肉眼不可見紅外光。大功率的co2激光通過小孔效應來解決高反射率的問題,當光斑照射的材料表面熔化時形成小孔，以滿足焊接的需要。

在酸軋聯合機組的生產過程中，激光焊機作為連接兩支鋼帶的關鍵設備，其關鍵技術指標-焊縫斷帶率的高低，直接決定機組的作業率和成材率。傳統的操作方法，通過操作畫面上的焊縫影像和操作工的經驗判斷焊縫質量，也可以通過剪切焊縫后利用杯凸試驗機實驗焊縫質量，焊接流程如圖1所述。但由于材料化學成分、板形、厚度等一系列的原因，出現焊縫斷帶率超過預期，滿足不了現場生產的實際需求。

技術實現要素：

為了解決以上技術問題，本發明提供一種激光焊機焊接低碳鋼的方法。

本發明提供一種激光焊機焊接低碳鋼的方法，其包括如下步驟：

預校準：每隔預設校準時間，利用焊縫預打點和焊縫斷弧實驗，對激光焊機的光路和搭接臺的位置進行調整，保證焊機工作的精度；

鋼帶對中；

剪切；

搭接臺對中；

焊縫預熱；

焊縫預平整；

焊縫焊接；

焊縫退火；

焊縫平整。

進一步地，所述焊縫斷弧實驗包括：在焊縫上每隔預設距離斷續啟動一次激光，鋼帶每隔預設距離焊接預設距離，形成斷續的焊縫，依據前后焊縫的差別判斷激光發生器小車行走位置與鋼帶搭接臺之間的相對位置，通過調整鋼帶搭接臺使得所有斷續的焊縫位于一條直線并使激光焦點與焊點位置重合；

所述焊縫預打點包括：在焊縫上每隔預設瞬間啟動一次激光，使得印痕在焊縫上留有印記點，依據印記判斷激光發生器小車行走位置與鋼帶搭接臺之間的相對位置，通過調整鋼帶搭接臺使得所有點位于一條直線并使激光焦點與焊點位置重合。

進一步地，所述焊縫斷弧實驗中的預設距離為50mm；所述焊縫預打點中的預設距離為100mm。

進一步地，在焊縫平整后還包括如下步驟：

焊接結束后，利用月牙剪剪切焊縫邊部，之后進行杯凸實驗從而確認焊縫質量的活動。

相對于現有技術，本發明提供的激光焊機焊接低碳鋼的方法具有下列顯著的優點和效果：

(1)通過定時對焊縫預打點和斷弧實驗，可以定時調整激光焦點和焊點位置重合，降低事故率。

(2)進一步地，通過杯凸用月牙剪剪切下來的焊縫邊部，使得杯凸實驗可以代表當前的鋼帶，使得杯凸實驗更具代表性。

附圖說明

圖1為現有技術中激光焊機焊接低碳鋼的流程示意圖；

圖2為本發明提供的激光焊機焊接低碳鋼的方法的流程示意圖。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步的詳細說明。

激光焊機雖具有焊接大深度比、小熱影響區、高焊接速率焊縫可靠性高等一系列優點，但同時具備焊件位置需非常精確，務必在激光束的聚焦范圍內、必須確保焊件的最終位置與激光束將沖擊的焊點對準、設備昂貴等缺點。本申請發明人發現，在實際的生產過程中由于鋼帶高速運行、設備的磨損、液壓系統的波動等一系列原因造成激光束焦點與理想焊點位置的偏離。激光焦點與焊點位置的偏離造成焊縫質量下降，嚴重時造成斷帶事故，這也是現有技術中出現焊縫斷帶率超過預期，滿足不了現場生產的實際需求的重要原因之一。

為有效杜絕類似事故的發生，本發明定期使用焊縫預打點和斷弧，以及時修正激光焦點與焊點位置，做到預防性的維修，有效降低了事故發生的概率。

在一種具體的實施方式中，本發明提供了一種激光焊機焊接低碳鋼的方法。請參見圖2，該圖示出了本發明提供的激光焊機焊接低碳鋼的方法的流程。

本發明提供的激光焊機焊接低碳鋼的方法包括如下步驟：

預校準：每隔預設校準時間，利用焊縫預打點和焊縫斷弧實驗，對激光焊機的光路和搭接臺的位置進行調整，保證焊機工作的精度；

鋼帶對中；

剪切；

搭接臺對中；

焊縫預熱；

焊縫預平整；

焊縫焊接；

焊縫退火；

焊縫平整。

進一步地，所述焊縫斷弧實驗包括：在焊縫上每隔預設距離斷續啟動一次激光，鋼帶每隔預設距離焊接預設距離，形成斷續的焊縫，依據前后焊縫的差別判斷激光發生器小車行走位置與鋼帶搭接臺之間的相對位置，通過調整鋼帶搭接臺使得所有斷續的焊縫位于一條直線并使激光焦點與焊點位置重合；

所述焊縫預打點包括：在焊縫上每隔預設瞬間啟動一次激光，使得印痕在焊縫上留有印記點，依據印記判斷激光發生器小車行走位置與鋼帶搭接臺之間的相對位置，通過調整鋼帶搭接臺使得所有點位于一條直線并使激光焦點與焊點位置重合。

優選的，所述焊縫斷弧實驗中的預設距離為50mm；所述焊縫預打點中的預設距離為100mm。

進一步地，在焊縫平整后還包括如下步驟：

焊接結束后，利用月牙剪剪切焊縫邊部，之后進行杯凸實驗從而確認焊縫質量的活動。

相對于現有技術，本發明提供的激光焊機焊接低碳鋼的方法具有下列顯著的優點和效果：

(1)通過定時對焊縫預打點和斷弧實驗，可以定時調整激光焦點和焊點位置重合，降低事故率。

(2)進一步地，通過杯凸用月牙剪剪切下來的焊縫邊部，使得杯凸實驗可以代表當前的鋼帶，使得杯凸實驗更具代表性。

下面結合實例對本發明作進一步的說明。

在酸軋聯合機組的生產過程中，每間隔12小時，安排焊機操作工利用設備做打點和斷弧實驗，根據實驗結果對焊機進行調整。每間隔1小時，或者生產線更換原料寬度、厚度、鋼種時，利用月牙剪剪切焊縫邊部，對剪切下來的焊縫做杯凸實驗，根據實驗結果調整焊機參數，從而實現穩定生產。

以上對本發明所提供的一種激光焊機焊接低碳鋼的方法進行了詳細介紹。本文中應用了具體個例對本發明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以對本發明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發明權利要求的保護范圍內。