用于卷材連續生產工藝的激光焊接法制造技術

一種用來在連續生產卷材的工藝中對熱軋鋼板進行激光焊接的方法。將兩塊容易發生低溫轉化的熱軋鋼板對接起來。使用包含最高至１重量％的碳和０－１．２２重量％的鉻的焊接材料將所述熱軋鋼板的對接部分激光焊接起來。所述用來在連續生產法中焊接熱軋鋼板的激光焊接法保證對接部分的焊縫在微結構上發生較少的硬化，從而確保了穩定的焊接質量。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種在卷材連續生產工藝中對熱軋鋼板進行激光焊接的方法，此方法將兩塊熱軋鋼板焊接在一起。更具體來說，本專利技術涉及在卷材連續生產工藝中對熱軋鋼板進行激光焊接的方法，該方法確保在包括突然加熱和突然冷卻的激光焊接過程中，發生低溫變形的鋼焊縫發生較小程度變硬，以確保穩定的焊接質量。
技術介紹
生產片狀金屬的
非常需要能夠獲得更高生產率和質量，以及更大尺寸的產品的連續生產工藝。 已發現這樣的連續生產工藝可以將其應用拓展到電工鋼或鐵素體不銹鋼之類的高質量鋼。 代表性的卷材連續生產工藝為同步進行的酸浸和串聯式帶材冷軋(PCM)處理。可通過分別進行酸浸和串聯式帶材冷軋(TCM)由熱卷材(hot coil)制得冷卷材(cold coil)。但是也可通過PCM制造冷軋卷材。相對于分別采用酸浸和TCM處理，PCM法可以顯著地提高生產率，因此近來PCM法的應用正在增加。 TCM領域中非常重要的一點是將前一軋鋼板的末端與后一軋鋼板連接起來的技術。用于TCM的連接技術包括固態連接和焊接。 對于焊接，在TCM生產線的進口處將前一軋鋼板的末端與下一軋鋼板焊接起來形成焊縫，然后使其通過以后的冷軋生產線。此時，如果焊縫質量很差，則焊縫在通過以后的冷軋生產線的時候會斷裂，可能會阻斷整個工藝。因此，對于TCM生產線，在熱卷材和冷卷材中獲得高質量的焊縫都是至關重要的。尤其是與現有的酸浸和TCM生產線相比，PCM生產線的生產線更長，其中的環節更多，因此對焊接的質量標準的要求比現有生產線更加嚴格。 TCM生產線中的焊接例子包括反復進行短路和電弧放電的閃光對接焊，以及使用高強度加熱源的激光焊接。 閃光對接焊所需的熱輸入很大，因此在選擇焊接材料上面臨問題。例如，電工鋼、鐵素體不銹鋼和高碳鋼的結合強度不足，在冷軋過程中偶爾會發生斷裂。特別是高碳鋼的碳含量很高，因此被認為不適于閃光對接焊。另外，在特定的程序和條件下重復進行這種焊接的時候，每條焊縫的質量都不均勻，因此其重現性有問題。 激光焊接具有更高的能量密度，而所需的熱輸入少于現有的閃光對接焊，因此得到極佳的焊接質量。 但是當在TCM工藝中對高碳鋼進行激光焊接的時候，會在被焊接的金屬中造成孔隙、針孔，還會在焊接金屬和熱影響區(HAZ)中產生裂紋。 所述孔隙和針孔與焊接材料中的碳含量緊密相關。已知在焊接過程中，熔融金屬中的碳會與空氣中的氧氣反應，產生CO氣體。在熔融金屬固化的過程中被包裹的CO氣體殘留下來，從而形成孔隙。 因此，很重要的是降低熔融金屬中的碳含量，尤其是可以使用合適的焊接材料來消除孔隙的產生。 焊縫的斷裂與焊縫微結構的變硬有關。對于高碳鋼，主要是由于在焊接的過程中，突然的加熱和冷卻過程產生了馬氏微結構，造成高碳鋼在焊縫處發生斷裂。在這里，焊接金屬和熱影響區的微結構同時變硬，使得彌補該問題的方法復雜化，而且產生很多變數。 下文是一些對鋼進行TCM的常規技術，這些技術使鋼的微結構變硬。首先，日本待公開專利申請第H5-50276號揭示了一種對焊縫進行的熱處理，在此熱處理中，根據熱軋鋼板的碳含量，在一定的時間內，使用固定熱源將焊縫保持在特定的熱處理溫度。然而，根據熱處理的持續時間，這種方法將延長總焊接時間。 在日本待公開專利申請第H5-132719號中揭示了另一種常規的技術。該技術涉及激光焊接焊縫，然后在1分鐘內，在至少400℃、高達Ac1點的溫度下對焊縫進行熱處理。然而，可以在至少400℃、高達Ac1點的溫度下，以相當長的時間進行焊接，以完全消除變硬的微結構。同樣，對于激光焊接中所需的突然冷卻，應當在焊接之后的幾分鐘內對焊縫進行突然加熱，以進行熱處理，從而使得熱處理過程顯著地復雜化。 日本待公開專利申請第H8-57502號揭示了另一種常規的焊接技術，在此技術中，將具有優良的可焊性的低碳鋼插入高碳鋼的連接處之間。這使得焊接處理的數量比其它焊接法增加了不止一倍，而且每次都需要制備前導帶材，因此不適于大規模生產。 日本待公開專利申請第H8-215872號揭示了另一種技術，在此技術中，當焊縫通過將要被加熱的鐵素體和珠光體的混合區域的時候，對焊縫進行冷卻。在此激光焊接中，加熱和冷卻的突變比電弧焊接更快，因此焊縫幾乎不會轉化為鐵素體和珠光體的混合區域。尤其是高碳鋼在焊接的時候，會嚴重變硬。 在日本待公開專利申請第2000-317642號中揭示了另一種常規技術，在此技術中，對結合部進行激光焊接，然后對熱軋鋼板進行熱處理。然而，在此情況下，由于是激光焊接，焊縫突然冷卻，在熱處理之前轉化為馬氏微結構，從而產生微裂紋。因此，這種技術幾乎無法用于PCM之類的需要高質量焊接的生產線。 日本待公開專利申請第2001-353587號提出了另一種常規的技術，在此技術中，在高碳鋼和低碳鋼的多相材料之間的連接處中使用填充焊絲。在此方法中不使用熱處理，將激光束輻照到低碳鋼上，以防焊縫中出現裂紋。但是這種技術也無法消除未熔融的高碳鋼中熱影響區中產生的變硬的微結構。 在日本待公開專利申請第2000-317642號中揭示了另一種常規的技術。這種技術使用閃光對接焊對焊縫進行熱處理。在日本專利申請公開第H5-132719號、第2000-317642號和第2004-76159號中揭示了類似的用來對焊縫進行熱處理的技術，但它們采用的方法不同。這些方法都無法確保包含至少0.5％的碳的高碳鋼獲得穩定質量的焊縫。 盡管上述在TCM中連接鋼板的技術有很多種，但是這些技術都僅能應用于具有較低碳含量的高碳鋼，或者用于不要求高焊接質量的生產線。 因此，人們需要一種技術，這種技術能夠用來對鋼進行TCM操作以保證焊點具有良好的質量，在此操作中，所述焊點的微結構在包括突然加熱和突然冷卻的激光焊接中發生變化。這些鋼的例子是高碳鋼、雙相(DP)鋼、相變誘發塑性(TRIP)鋼和復合相(CP)鋼。
技術實現思路
通過本專利技術來解決現有技術中的上述問題，因此本專利技術的一個方面是提供一種激光焊接法，該焊接法確保焊縫的微結構發生較少的硬化，以確保焊縫具有穩定的質量，從而提高連續生產工藝的生產率。 根據本專利技術一個方面，本專利技術提供了用來在連續生產卷材的工藝中對熱軋鋼板進行激光焊接的方法，該方法包括將易發生低溫轉化的兩塊熱軋鋼板互相對接起來；用包含最高至1重量％的碳和0-1.22重量％的鉻的焊接材料將所述熱軋鋼板對接的部分激光焊接起來。 所述焊接材料包含碳鋼或鎳合金，優選包含選自以下的一種金屬絲、粉末和膜。 根據本專利技術一個實施方式，較佳的是，在激光焊接之前，將所述熱軋鋼板的對接部分預熱至600-800℃。 根據本專利技術另一實施方式，較佳的是，在激光焊接之后，將對接部分的焊縫后加熱至800-1100℃。最佳的是，所述預熱和后加熱都要進行。 所述易發生低溫轉化的熱軋鋼板包括選自以下的一種鋼材包含至少0.5重量％的碳的高碳鋼、雙相(DP)鋼、相變誘發塑性(TRIP)鋼和復合相(CP)鋼。 所述高碳鋼由以下組分組成至少0.5重量％的碳、0.1-0.5重量％的硅、0.3-0.6重量％的錳、最高至0.05重量％的磷、最高至0.05重量％的硫、最高至0.5重量％的銅、最高至3重量％的鎳、0.05-0.5重量％的鉻、至少0.05本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種在連續生產卷材的工藝中用于熱軋鋼板的激光焊接方法，該方法包括：將兩塊易發生低溫轉化的熱軋鋼板互相對接；用包含最高至１重量％的碳和０－１．２２重量％的鉻的焊接材料，將所述熱軋鋼板對接的部分激光焊接起來。

【技術特征摘要】
KR 2005-12-26 10-2005-0130102書所限定的本發明精神和范圍的前提下對其進行修改和改變。權利要求1.一種在連續生產卷材的工藝中用于熱軋鋼板的激光焊接方法，該方法包括將兩塊易發生低溫轉化的熱軋鋼板互相對接；用包含最高至1重量％的碳和0-1.22重量％的鉻的焊接材料，將所述熱軋鋼板對接的部分激光焊接起來。2.如權利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述焊接材料包含碳鋼或鎳合金。3.如權利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，所述焊接材料包含選自以下的一種金屬絲、粉末和膜。4.如權利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，在激光焊接之前，將所述熱軋鋼板的對接部分預熱至600-800℃。5.如權利要求1或4所述的激光焊接方法，其特征在于，在激光焊接之...

【專利技術屬性】
技術研發人員：禹仁秀，樸浚植，鄭譜永，李鐘鳳，金正吉，
申請(專利權)人：POSCO公司，
類型：發明
國別省市：KR[韓國]