[发明专利]一种激光焊机焊接低碳钢的方法

说明书

本发明公开了一种激光焊机焊接低碳钢的方法。该方法包括：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。该方法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。

技术领域

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。

发明内容

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。