一种激光焊机焊接低碳钢的方法与流程

本发明涉及冶金技术领域，特别是涉及一种激光焊机焊接低碳钢的方法。

背景技术：

激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。冷轧生产线使用的激光焊机就是使用激光焊接方法的机器，生产线一般采用激光深熔焊接，即功率大于10000w/cm²，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快，深宽比大的特点。

激光深熔焊接采用连续激光光束完成材料的连接，其冶金物理过程与电子束焊接极为相似，即能量转换机制是通过“小孔”(key-hole)结构来完成的。在足够高的功率密度激光照射下，材料产生蒸发并形成小孔。这个充满材料蒸气的小孔犹如一个黑体，几乎吸收全部的入射光束能量，孔腔内平衡温度达2500摄氏度左右，热量从这个高温孔腔外壁传递出来，使包围着这个孔腔四周的金属熔化。小孔内充满在光束照射下壁体材料连续蒸发产生的高温蒸汽，小孔四壁包围着熔融金属，液态金属四周包围着固体材料(而在大多数常规焊接过程和激光传导焊接中，能量首先沉积于工件表面，然后靠传递输送到内部)。孔壁外液体流动和壁层表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持着动态平衡。光束不断进入小孔，小孔外的材料在连续流动，随着光束移动，小孔始终处于流动的稳定状态。就是说，小孔和围着孔壁的熔融金属随着前导光束前进速度向前移动，熔融金属充填着小孔移开后留下的空隙并随之冷凝，焊缝于是形成。工业生产中主要使用co2激光，co2激光是肉眼不可见红外光。大功率的co2激光通过小孔效应来解决高反射率的问题,当光斑照射的材料表面熔化时形成小孔，以满足焊接的需要。

在酸轧联合机组的生产过程中，激光焊机作为连接两支钢带的关键设备，其关键技术指标-焊缝断带率的高低，直接决定机组的作业率和成材率。传统的操作方法，通过操作画面上的焊缝影像和操作工的经验判断焊缝质量，也可以通过剪切焊缝后利用杯凸试验机实验焊缝质量，焊接流程如图1所述。但由于材料化学成分、板形、厚度等一系列的原因，出现焊缝断带率超过预期，满足不了现场生产的实际需求。

技术实现要素：

为了解决以上技术问题，本发明提供一种激光焊机焊接低碳钢的方法。

本发明提供一种激光焊机焊接低碳钢的方法，其包括如下步骤：

预校准：每隔预设校准时间，利用焊缝预打点和焊缝断弧实验，对激光焊机的光路和搭接台的位置进行调整，保证焊机工作的精度；

钢带对中；

剪切；

搭接台对中；

焊缝预热；

焊缝预平整；

焊缝焊接；

焊缝退火；

焊缝平整。

进一步地，所述焊缝断弧实验包括：在焊缝上每隔预设距离断续启动一次激光，钢带每隔预设距离焊接预设距离，形成断续的焊缝，依据前后焊缝的差别判断激光发生器小车行走位置与钢带搭接台之间的相对位置，通过调整钢带搭接台使得所有断续的焊缝位于一条直线并使激光焦点与焊点位置重合；

所述焊缝预打点包括：在焊缝上每隔预设瞬间启动一次激光，使得印痕在焊缝上留有印记点，依据印记判断激光发生器小车行走位置与钢带搭接台之间的相对位置，通过调整钢带搭接台使得所有点位于一条直线并使激光焦点与焊点位置重合。

进一步地，所述焊缝断弧实验中的预设距离为50mm；所述焊缝预打点中的预设距离为100mm。

进一步地，在焊缝平整后还包括如下步骤：

焊接结束后，利用月牙剪剪切焊缝边部，之后进行杯凸实验从而确认焊缝质量的活动。

相对于现有技术，本发明提供的激光焊机焊接低碳钢的方法具有下列显著的优点和效果：

(1)通过定时对焊缝预打点和断弧实验，可以定时调整激光焦点和焊点位置重合，降低事故率。

(2)进一步地，通过杯凸用月牙剪剪切下来的焊缝边部，使得杯凸实验可以代表当前的钢带，使得杯凸实验更具代表性。

附图说明

图1为现有技术中激光焊机焊接低碳钢的流程示意图；

图2为本发明提供的激光焊机焊接低碳钢的方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

激光焊机虽具有焊接大深度比、小热影响区、高焊接速率焊缝可靠性高等一系列优点，但同时具备焊件位置需非常精确，务必在激光束的聚焦范围内、必须确保焊件的最终位置与激光束将冲击的焊点对准、设备昂贵等缺点。本申请发明人发现，在实际的生产过程中由于钢带高速运行、设备的磨损、液压系统的波动等一系列原因造成激光束焦点与理想焊点位置的偏离。激光焦点与焊点位置的偏离造成焊缝质量下降，严重时造成断带事故，这也是现有技术中出现焊缝断带率超过预期，满足不了现场生产的实际需求的重要原因之一。

为有效杜绝类似事故的发生，本发明定期使用焊缝预打点和断弧，以及时修正激光焦点与焊点位置，做到预防性的维修，有效降低了事故发生的概率。

在一种具体的实施方式中，本发明提供了一种激光焊机焊接低碳钢的方法。请参见图2，该图示出了本发明提供的激光焊机焊接低碳钢的方法的流程。

本发明提供的激光焊机焊接低碳钢的方法包括如下步骤：

预校准：每隔预设校准时间，利用焊缝预打点和焊缝断弧实验，对激光焊机的光路和搭接台的位置进行调整，保证焊机工作的精度；

钢带对中；

剪切；

搭接台对中；

焊缝预热；

焊缝预平整；

焊缝焊接；

焊缝退火；

焊缝平整。

进一步地，所述焊缝断弧实验包括：在焊缝上每隔预设距离断续启动一次激光，钢带每隔预设距离焊接预设距离，形成断续的焊缝，依据前后焊缝的差别判断激光发生器小车行走位置与钢带搭接台之间的相对位置，通过调整钢带搭接台使得所有断续的焊缝位于一条直线并使激光焦点与焊点位置重合；

所述焊缝预打点包括：在焊缝上每隔预设瞬间启动一次激光，使得印痕在焊缝上留有印记点，依据印记判断激光发生器小车行走位置与钢带搭接台之间的相对位置，通过调整钢带搭接台使得所有点位于一条直线并使激光焦点与焊点位置重合。

优选的，所述焊缝断弧实验中的预设距离为50mm；所述焊缝预打点中的预设距离为100mm。

进一步地，在焊缝平整后还包括如下步骤：

焊接结束后，利用月牙剪剪切焊缝边部，之后进行杯凸实验从而确认焊缝质量的活动。

相对于现有技术，本发明提供的激光焊机焊接低碳钢的方法具有下列显著的优点和效果：

(1)通过定时对焊缝预打点和断弧实验，可以定时调整激光焦点和焊点位置重合，降低事故率。

(2)进一步地，通过杯凸用月牙剪剪切下来的焊缝边部，使得杯凸实验可以代表当前的钢带，使得杯凸实验更具代表性。

下面结合实例对本发明作进一步的说明。

在酸轧联合机组的生产过程中，每间隔12小时，安排焊机操作工利用设备做打点和断弧实验，根据实验结果对焊机进行调整。每间隔1小时，或者生产线更换原料宽度、厚度、钢种时，利用月牙剪剪切焊缝边部，对剪切下来的焊缝做杯凸实验，根据实验结果调整焊机参数，从而实现稳定生产。

以上对本发明所提供的一种激光焊机焊接低碳钢的方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。