日本JFE鋼鐵公司近日宣布，開(kāi)發(fā)了額定輸出功率為30kW的大功率真空激光焊接技術(shù)，并將其引入西日本制鐵所（福山地區(qū)）厚板工廠的包覆鋼板生產(chǎn)工序，這是世界上首次使用30kW級(jí)大功率真空激光焊接的鋼鐵生產(chǎn)線。

包覆鋼板是一種復(fù)合鋼板，將碳鋼或低合金鋼（母材）表面與不銹鋼等（組 合材）粘合在一起，被廣泛應(yīng)用于化學(xué)油輪、壓力容器和管道等。 JFE鋼鐵公司將母材與組合材重合面組成潔凈且真空封閉的包覆鋼坯進(jìn)行熱軋，生產(chǎn)出包覆鋼 板。 新開(kāi)發(fā)的大功率真空激光焊接技術(shù)應(yīng)用在包覆鋼板組裝的焊接中。

為了得到組合材與母材粘合良好的包覆鋼板，重要的是在包覆鋼坯組裝焊接時(shí)在重合面全周形成具有穩(wěn)定且深的熔透的焊接部位。焊接包括多種方式，而真空激光焊接是通過(guò)用聚光透鏡聚焦激光束來(lái)實(shí)現(xiàn)焊接所需的高能量密度，可實(shí)現(xiàn)高速且深入的熔透焊接，較少發(fā)生焊接缺陷和噴濺等問(wèn)題，是一種優(yōu)秀的焊接方法。然而，由于大功率激光在真空中長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)照射，存在著聚光鏡頭處產(chǎn)生局部溫度變化而導(dǎo)致激光束品質(zhì)改變，因此無(wú)法得到良好焊接部位的問(wèn)題。

為此，JFE鋼鐵公司優(yōu)化了用于真空中高功率激光照射的聚光透鏡等光學(xué)系統(tǒng)組件的設(shè)計(jì)，并且適當(dāng)?shù)乇O(jiān)視和控制那些光學(xué)系統(tǒng)組件的形狀精度和使用期間的溫度，確立了減少激光束質(zhì)量變化的技術(shù)。另外，通過(guò)適當(dāng)調(diào)整激光束的形狀、激光輸出、焊接速度等焊接條件，構(gòu)建起控制熔透形狀的技術(shù)，確立了可以穩(wěn)定地獲得最佳形狀的高功率真空激光焊接條件。

圖1為包覆鋼坯組裝焊接模式圖。通過(guò)將該技術(shù)應(yīng)用于包覆鋼坯組裝焊接，利用高功率真空激光的特性，在重合面全周實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量、穩(wěn)定的焊接。圖2示出真空激光焊接形成的良好焊接部位截面。上一財(cái)年該技術(shù)被引入實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，至今已經(jīng)生產(chǎn)18000t以上的包覆鋼板，并持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。除了提高組裝效率和質(zhì)量外，還有助于開(kāi)發(fā)以往難以組裝和制造的各種復(fù)合材料的新包覆產(chǎn)品。據(jù)稱，該公司還探討將此項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用于其他鋼鐵生產(chǎn)工序。

來(lái)源：世界金屬導(dǎo)報(bào)