本發(fā)明涉及冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種激光焊機(jī)焊接低碳鋼的方法。

背景技術(shù)：

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(chǎn)線使用的激光焊機(jī)就是使用激光焊接方法的機(jī)器，生產(chǎn)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(diǎn)。

激光深熔焊接采用連續(xù)激光光束完成材料的連接，其冶金物理過(guò)程與電子束焊接極為相似，即能量轉(zhuǎn)換機(jī)制是通過(guò)“小孔”(key-hole)結(jié)構(gòu)來(lái)完成的。在足夠高的功率密度激光照射下，材料產(chǎn)生蒸發(fā)并形成小孔。這個(gè)充滿材料蒸氣的小孔猶如一個(gè)黑體，幾乎吸收全部的入射光束能量，孔腔內(nèi)平衡溫度達(dá)2500攝氏度左右，熱量從這個(gè)高溫孔腔外壁傳遞出來(lái)，使包圍著這個(gè)孔腔四周的金屬熔化。小孔內(nèi)充滿在光束照射下壁體材料連續(xù)蒸發(fā)產(chǎn)生的高溫蒸汽，小孔四壁包圍著熔融金屬，液態(tài)金屬四周包圍著固體材料(而在大多數(shù)常規(guī)焊接過(guò)程和激光傳導(dǎo)焊接中，能量首先沉積于工件表面，然后靠傳遞輸送到內(nèi)部)?？妆谕庖后w流動(dòng)和壁層表面張力與孔腔內(nèi)連續(xù)產(chǎn)生的蒸汽壓力相持并保持著動(dòng)態(tài)平衡。光束不斷進(jìn)入小孔，小孔外的材料在連續(xù)流動(dòng)，隨著光束移動(dòng)，小孔始終處于流動(dòng)的穩(wěn)定狀態(tài)。就是說(shuō)，小孔和圍著孔壁的熔融金屬隨著前導(dǎo)光束前進(jìn)速度向前移動(dòng)，熔融金屬充填著小孔移開(kāi)后留下的空隙并隨之冷凝，焊縫于是形成。工業(yè)生產(chǎn)中主要使用co2激光，co2激光是肉眼不可見(jiàn)紅外光。大功率的co2激光通過(guò)小孔效應(yīng)來(lái)解決高反射率的問(wèn)題,當(dāng)光斑照射的材料表面熔化時(shí)形成小孔，以滿足焊接的需要。

在酸軋聯(lián)合機(jī)組的生產(chǎn)過(guò)程中，激光焊機(jī)作為連接兩支鋼帶的關(guān)鍵設(shè)備，其關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)-焊縫斷帶率的高低，直接決定機(jī)組的作業(yè)率和成材率。傳統(tǒng)的操作方法，通過(guò)操作畫(huà)面上的焊縫影像和操作工的經(jīng)驗(yàn)判斷焊縫質(zhì)量，也可以通過(guò)剪切焊縫后利用杯凸試驗(yàn)機(jī)實(shí)驗(yàn)焊縫質(zhì)量，焊接流程如圖1所述。但由于材料化學(xué)成分、板形、厚度等一系列的原因，出現(xiàn)焊縫斷帶率超過(guò)預(yù)期，滿足不了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的實(shí)際需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種激光焊機(jī)焊接低碳鋼的方法。

本發(fā)明提供一種激光焊機(jī)焊接低碳鋼的方法，其包括如下步驟：

預(yù)校準(zhǔn)：每隔預(yù)設(shè)校準(zhǔn)時(shí)間，利用焊縫預(yù)打點(diǎn)和焊縫斷弧實(shí)驗(yàn)，對(duì)激光焊機(jī)的光路和搭接臺(tái)的位置進(jìn)行調(diào)整，保證焊機(jī)工作的精度；

鋼帶對(duì)中；

剪切；

搭接臺(tái)對(duì)中；

焊縫預(yù)熱；

焊縫預(yù)平整；

焊縫焊接；

焊縫退火；

焊縫平整。

進(jìn)一步地，所述焊縫斷弧實(shí)驗(yàn)包括：在焊縫上每隔預(yù)設(shè)距離斷續(xù)啟動(dòng)一次激光，鋼帶每隔預(yù)設(shè)距離焊接預(yù)設(shè)距離，形成斷續(xù)的焊縫，依據(jù)前后焊縫的差別判斷激光發(fā)生器小車(chē)行走位置與鋼帶搭接臺(tái)之間的相對(duì)位置，通過(guò)調(diào)整鋼帶搭接臺(tái)使得所有斷續(xù)的焊縫位于一條直線并使激光焦點(diǎn)與焊點(diǎn)位置重合；

所述焊縫預(yù)打點(diǎn)包括：在焊縫上每隔預(yù)設(shè)瞬間啟動(dòng)一次激光，使得印痕在焊縫上留有印記點(diǎn)，依據(jù)印記判斷激光發(fā)生器小車(chē)行走位置與鋼帶搭接臺(tái)之間的相對(duì)位置，通過(guò)調(diào)整鋼帶搭接臺(tái)使得所有點(diǎn)位于一條直線并使激光焦點(diǎn)與焊點(diǎn)位置重合。

進(jìn)一步地，所述焊縫斷弧實(shí)驗(yàn)中的預(yù)設(shè)距離為50mm；所述焊縫預(yù)打點(diǎn)中的預(yù)設(shè)距離為100mm。

進(jìn)一步地，在焊縫平整后還包括如下步驟：

焊接結(jié)束后，利用月牙剪剪切焊縫邊部，之后進(jìn)行杯凸實(shí)驗(yàn)從而確認(rèn)焊縫質(zhì)量的活動(dòng)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的激光焊機(jī)焊接低碳鋼的方法具有下列顯著的優(yōu)點(diǎn)和效果：

(1)通過(guò)定時(shí)對(duì)焊縫預(yù)打點(diǎn)和斷弧實(shí)驗(yàn)，可以定時(shí)調(diào)整激光焦點(diǎn)和焊點(diǎn)位置重合，降低事故率。

(2)進(jìn)一步地，通過(guò)杯凸用月牙剪剪切下來(lái)的焊縫邊部，使得杯凸實(shí)驗(yàn)可以代表當(dāng)前的鋼帶，使得杯凸實(shí)驗(yàn)更具代表性。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中激光焊機(jī)焊接低碳鋼的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的激光焊機(jī)焊接低碳鋼的方法的流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

激光焊機(jī)雖具有焊接大深度比、小熱影響區(qū)、高焊接速率焊縫可靠性高等一系列優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)具備焊件位置需非常精確，務(wù)必在激光束的聚焦范圍內(nèi)、必須確保焊件的最終位置與激光束將沖擊的焊點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)、設(shè)備昂貴等缺點(diǎn)。本申請(qǐng)發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中由于鋼帶高速運(yùn)行、設(shè)備的磨損、液壓系統(tǒng)的波動(dòng)等一系列原因造成激光束焦點(diǎn)與理想焊點(diǎn)位置的偏離。激光焦點(diǎn)與焊點(diǎn)位置的偏離造成焊縫質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)造成斷帶事故，這也是現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)焊縫斷帶率超過(guò)預(yù)期，滿足不了現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的實(shí)際需求的重要原因之一。

為有效杜絕類(lèi)似事故的發(fā)生，本發(fā)明定期使用焊縫預(yù)打點(diǎn)和斷弧，以及時(shí)修正激光焦點(diǎn)與焊點(diǎn)位置，做到預(yù)防性的維修，有效降低了事故發(fā)生的概率。

在一種具體的實(shí)施方式中，本發(fā)明提供了一種激光焊機(jī)焊接低碳鋼的方法。請(qǐng)參見(jiàn)圖2，該圖示出了本發(fā)明提供的激光焊機(jī)焊接低碳鋼的方法的流程。

本發(fā)明提供的激光焊機(jī)焊接低碳鋼的方法包括如下步驟：

預(yù)校準(zhǔn)：每隔預(yù)設(shè)校準(zhǔn)時(shí)間，利用焊縫預(yù)打點(diǎn)和焊縫斷弧實(shí)驗(yàn)，對(duì)激光焊機(jī)的光路和搭接臺(tái)的位置進(jìn)行調(diào)整，保證焊機(jī)工作的精度；

鋼帶對(duì)中；

剪切；

搭接臺(tái)對(duì)中；

焊縫預(yù)熱；

焊縫預(yù)平整；

焊縫焊接；

焊縫退火；

焊縫平整。

進(jìn)一步地，所述焊縫斷弧實(shí)驗(yàn)包括：在焊縫上每隔預(yù)設(shè)距離斷續(xù)啟動(dòng)一次激光，鋼帶每隔預(yù)設(shè)距離焊接預(yù)設(shè)距離，形成斷續(xù)的焊縫，依據(jù)前后焊縫的差別判斷激光發(fā)生器小車(chē)行走位置與鋼帶搭接臺(tái)之間的相對(duì)位置，通過(guò)調(diào)整鋼帶搭接臺(tái)使得所有斷續(xù)的焊縫位于一條直線并使激光焦點(diǎn)與焊點(diǎn)位置重合；

所述焊縫預(yù)打點(diǎn)包括：在焊縫上每隔預(yù)設(shè)瞬間啟動(dòng)一次激光，使得印痕在焊縫上留有印記點(diǎn)，依據(jù)印記判斷激光發(fā)生器小車(chē)行走位置與鋼帶搭接臺(tái)之間的相對(duì)位置，通過(guò)調(diào)整鋼帶搭接臺(tái)使得所有點(diǎn)位于一條直線并使激光焦點(diǎn)與焊點(diǎn)位置重合。

優(yōu)選的，所述焊縫斷弧實(shí)驗(yàn)中的預(yù)設(shè)距離為50mm；所述焊縫預(yù)打點(diǎn)中的預(yù)設(shè)距離為100mm。

進(jìn)一步地，在焊縫平整后還包括如下步驟：

焊接結(jié)束后，利用月牙剪剪切焊縫邊部，之后進(jìn)行杯凸實(shí)驗(yàn)從而確認(rèn)焊縫質(zhì)量的活動(dòng)。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的激光焊機(jī)焊接低碳鋼的方法具有下列顯著的優(yōu)點(diǎn)和效果：

(1)通過(guò)定時(shí)對(duì)焊縫預(yù)打點(diǎn)和斷弧實(shí)驗(yàn)，可以定時(shí)調(diào)整激光焦點(diǎn)和焊點(diǎn)位置重合，降低事故率。

(2)進(jìn)一步地，通過(guò)杯凸用月牙剪剪切下來(lái)的焊縫邊部，使得杯凸實(shí)驗(yàn)可以代表當(dāng)前的鋼帶，使得杯凸實(shí)驗(yàn)更具代表性。

下面結(jié)合實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

在酸軋聯(lián)合機(jī)組的生產(chǎn)過(guò)程中，每間隔12小時(shí)，安排焊機(jī)操作工利用設(shè)備做打點(diǎn)和斷弧實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)焊機(jī)進(jìn)行調(diào)整。每間隔1小時(shí)，或者生產(chǎn)線更換原料寬度、厚度、鋼種時(shí)，利用月牙剪剪切焊縫邊部，對(duì)剪切下來(lái)的焊縫做杯凸實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果調(diào)整焊機(jī)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定生產(chǎn)。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的一種激光焊機(jī)焊接低碳鋼的方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說(shuō)明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。