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摘要：激光焊機(jī)在冷連軋機(jī)組中作用十分重要，是保證連續(xù)軋制的前提。激光焊機(jī)焊接質(zhì)量的穩(wěn)定決定了機(jī)組運(yùn)行的穩(wěn)定。通過對冷軋1550mm機(jī)組生產(chǎn)時(shí)焊縫處斷帶進(jìn)行分析影響焊縫因素，總結(jié)影響焊縫質(zhì)量的主要因素以及改進(jìn)和應(yīng)對措施。

前言

安鋼冷軋酸軋機(jī)組1550mm酸軋機(jī)組設(shè)計(jì)年生產(chǎn)能力120萬t，產(chǎn)品規(guī)格為0.25mm～2.0mm×800mm～1430mm，焊接工藝采用TMEIC激光焊機(jī)。激光焊接熱軋鋼帶具有對接焊縫牢固，軋制中動(dòng)態(tài)厚度超差長度較短，軋機(jī)斷帶風(fēng)險(xiǎn)低等優(yōu)勢。TMEIC激光焊機(jī)布置在酸洗軋機(jī)聯(lián)合機(jī)組入口段，位于液壓雙切剪之后，1#和2#張力輥之前。焊接原理為深熔焊接，即將高強(qiáng)度的激光束輻射至連接帶鋼表面，使金屬熔化實(shí)現(xiàn)帶鋼的連接。激光焊機(jī)主要由激光源、焊機(jī)入口部分、焊機(jī)本體、焊機(jī)出口部分、月牙剪、氣站和電氣控制部分組成。激光源為德國通快(TＲUMPF) 公司生產(chǎn)的軸流式CO2連續(xù)激光源。

1、激光焊機(jī)生產(chǎn)現(xiàn)狀在酸軋機(jī)組正式投產(chǎn)的一年內(nèi)，因激光焊機(jī)焊縫質(zhì)量問題造成焊縫在拉矯機(jī)處斷帶兩次，每次事故處理時(shí)間均在8h以上，且處理焊縫斷帶事故后，焊縫前后各一百多米帶鋼不能進(jìn)行軋制，造成熱軋?jiān)侠速M(fèi)約6t。因激光焊機(jī)焊縫質(zhì)量問題造成焊縫在軋機(jī)處斷帶約20次，每次處理時(shí)間大約為1h，造成廢鋼量為1t，同時(shí)對軋輥造成嚴(yán)重?fù)p傷，斷帶率約為0.365%。焊縫處斷帶對生產(chǎn)造成影響較大，機(jī)組停車時(shí)間長，產(chǎn)生廢品多，對軋輥和設(shè)備產(chǎn)生危害大，造成生產(chǎn)成本高和機(jī)組效率低，因此減少或杜絕焊縫處斷帶十分重要。

2 、焊縫斷帶原因分析

2.1、焊縫在拉矯機(jī)處第一次斷帶原因分析第一次兩卷厚度為3mm焊縫在矯直機(jī)處拉斷，帶尾甩到酸槽，帶頭掉入活套第三層中部。斷帶為DS側(cè)開裂撕向WS側(cè)，DS側(cè)位置斷口整齊，斷面光滑為剪切斷面，具體如圖1所示。

從圖2可以看出，上表面焊縫DS側(cè)起始高度正常，之后短距離迅速下降，一直接近下限，至WS側(cè)30cm左右上升至正常水平。因此，根據(jù)斷帶處的樣貌和焊縫平整度曲線分析可以得出: 假定焊槍軌道為一條直線，形成焊縫為一條直線，用實(shí)線表示; 而實(shí)際頭尾剪切對接后，形成的縫隙為切縫，用虛線表示; 二者的相對位置如圖3所示。在過拉矯機(jī)時(shí)，有一定的延伸率，DS側(cè)實(shí)際未熔合，造成開裂。

2.2、焊縫在拉矯機(jī)處第二次斷帶原因分析

第二次拉矯機(jī)處發(fā)生斷帶，帶尾甩過4#張力輥，帶頭掉在入口活套上升過道上。斷帶為過拉矯機(jī)時(shí)中部開裂，彎曲時(shí)撞向上矯直輥形成褶皺，無法咬入拉裂帶鋼，中部斷口整齊無明顯斷口，向WS側(cè)和DS側(cè)越發(fā)毛糙，最終在距WS側(cè)和DS側(cè)15cm處越過焊縫，形成拉裂，斷面減薄明顯，如圖4所示。

根據(jù)焊縫平整度曲線( 如圖5所示) ，可以看出焊縫自兩邊向中間焊縫高度逐漸降低，之后略有上升中間出現(xiàn)尖峰，此點(diǎn)為異常值，與焊縫中部的毛刺有關(guān)系。

因此根據(jù)斷帶處的樣貌和焊縫平整度曲線分析可以得出: 假定焊機(jī)軌道為一條直線，形成焊縫為一條直線，用實(shí)線表示; 而實(shí)際頭尾剪切對接后，形成的縫隙為切縫，用虛線表示; 二者相對位置如圖6所示。在過拉矯機(jī)時(shí)，有一定的延伸率，中間焊縫未焊實(shí)，中間位置首先開裂，彎曲時(shí)卡鋼造成帶鋼撕裂斷帶。

兩次發(fā)生斷帶位置均為拉矯機(jī)處，發(fā)生原因也相似。因此通過焊機(jī)的打點(diǎn)測試確定激光和切縫的相對位置關(guān)系，經(jīng)過測試發(fā)現(xiàn)切縫與激光點(diǎn)位置相對關(guān)系，如圖7所示。

切縫與焊縫位置不一致，由于切縫設(shè)置為0，焊縫寬度又很窄，肉眼和跟蹤缺陷上有時(shí)很難看的出來，容易造成誤判，因此這兩次焊縫處的斷帶均屬于切縫質(zhì)量不好，且激光位置與切縫存在誤差，導(dǎo)致焊縫在切縫質(zhì)量不好的地方造成焊接質(zhì)量下降，在遇到拉矯延伸時(shí)造成開裂，最終形成焊縫處斷帶。

2.3 、焊縫在拉矯機(jī)處斷帶原因分析從現(xiàn)場當(dāng)時(shí)帶頭尾剪切情況分析，斷帶的前后兩卷的頭尾剪切量都小于2m，說明頭尾的板形不良影響了焊縫質(zhì)量，同時(shí)這兩次斷帶焊縫的切月牙均未投入使用，從現(xiàn)場的斷帶樣貌看，焊縫邊部質(zhì)量不好，熱軋頭尾軋制過程中屬于無張力軋制，頭尾展寬相對較大，因此在頭尾焊接時(shí)，雖然鋼卷規(guī)格相同但頭尾的寬度存在差異，焊縫邊部屬于焊接應(yīng)力集中區(qū)，在受到拉矯延伸時(shí)易開裂。因此，造成兩次斷帶的情況可以總結(jié)為以下幾種原因:

（1）帶鋼頭尾板形不好;

（2）焊機(jī)剪刃剪切帶鋼質(zhì)量不好;

（3）焊機(jī)激光焦點(diǎn)位置的偏離;

（4）焊縫兩端沒有剪切月牙。

3、焊縫質(zhì)量改進(jìn)措施

(1) 根據(jù)現(xiàn)場操作情況和設(shè)備情況，針對焊縫的質(zhì)量制定了檢測方法，具體方法見表1。

(2) 焊縫質(zhì)量的不穩(wěn)定，板形的原因可能性最大，焊機(jī)操作工需要根據(jù)焊縫質(zhì)量和頭尾板形對焊縫兩端進(jìn)行剪切月牙，焊縫兩邊剪切月牙以消除焊縫應(yīng)力集中區(qū)。

(3) 對于板形造成的困擾，可以設(shè)定0.1mm焊縫，同時(shí)填充焊絲，對防止有浪處的擠壓和改善焊縫強(qiáng)度有作用。

(4) 增加焦距可適當(dāng)增加帶鋼上表面光斑，加寬焊縫寬度，減輕偏差造成的影響。

4、改進(jìn)效果通過對冷軋?jiān)腺|(zhì)量改善

定期對焊機(jī)設(shè)備根據(jù)表1進(jìn)行點(diǎn)檢，維護(hù)焊機(jī)焊接質(zhì)量的穩(wěn)定，在降低焊機(jī)重焊率的同時(shí)，杜絕了由焊縫質(zhì)量造成的焊縫處斷帶，在經(jīng)濟(jì)方面為機(jī)組的節(jié)能降本提供了保障，在運(yùn)行效率上機(jī)組實(shí)現(xiàn)了高效穩(wěn)定運(yùn)行。

5、結(jié)語

通過對焊縫斷帶處的分析和改進(jìn)，提高了焊機(jī)的操作和維護(hù)能力，杜絕了焊縫處的斷帶，為機(jī)組穩(wěn)定高效運(yùn)行提供了保障。焊縫質(zhì)量的穩(wěn)定降低了廢品量，減少停機(jī)時(shí)間，機(jī)組運(yùn)行成本也相應(yīng)降低。

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