专利名称：一种无取向硅钢激光填丝焊接方法
技术领域：
本发明涉及激光焊接技术，尤其涉及一种无取向硅钢的激光填丝焊接方法。
背景技术：
在冷轧连续生产工艺中，非常重要的一点就是将前行热轧带钢的末端与后续带钢的头部焊接起来形成焊缝，然后使其通过轧线，形成连续轧制，可大大提高生产效率。此时，如果焊缝质量不良，则焊缝在通过轧制线时会出现断带，导致生产中断。激光焊接技术因激光焊接质量高、无接触、深宽比大、变形小、焊接美观、而且焊缝的机械性能基本与母材一致，因此适于许多领域尤其是钢带板材的焊接。但是对于硅钢产品来说，由于材料中含硅量相比普碳钢要高的多，材料的塑性和韧性较差，对这种材料进行激光焊接，焊缝脆性大，并产生较大的焊缝应力，致使焊缝的机械性能与母材相比有一定的差距，特别是抗弯曲强度显著下降，这就难以满足对焊缝机械性能有较高要求的领域，如连续性冷轧机组。目前， 对普通碳钢产品，可以采用激光焊接并后退火的工艺，来消除焊缝应力，提高焊缝的通板性能。而在硅钢生产时，如含硅量1.0% 3. 5%的无取向硅钢产品，传统的焊接工艺无法满足其连续生产的要求，只能采用可逆轧机单卷生产，其生产效率将大大降低。无取向硅钢产品的连续生产对焊缝的抗弯曲性能有极高的要求，现有的焊接技术无法保证含硅量在1.0%以上无取向硅钢的焊缝质量，在通过轧机时在大压下量、大张力的作用下，极易发生焊缝断带。韩国专利KR2007066250. A公开了一种通过焊前预热和焊后退火实现硅钢片的激光焊接方法，I)激光焊接前对焊缝进行预热处理，加热温度控制在400°C _750°C，加热时间5s-60s ；2)焊接工艺按激光功率6. 5KW-8. 5IKW、焊接速度按4mpm-12mpm进行焊接；3)激光焊接后对焊缝进行焊后退火处理，加热温度控制在700°C -1050°C，加热时间5s-60s。该方法焊前预热和焊后退火一方面需要新增焊缝加热装置，增加了设备投资和维护费用；另一方面焊前预热和焊后退火相当于增加了工艺流程，延长了焊接时间，对连续型机组产能影响较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种无取向硅钢激光填丝焊接方法，实现含硅量在I. 0% -3. 5%范围内的焊接，且其焊缝能够满足轧机连续生产的要求。为达到上述目的，本发明的技术方案是一种无取向硅钢激光填丝焊接方法，其包括如下步骤I)将含硅量在1.0%以下的普碳钢或低牌号无取向硅钢作为激光拼接焊的引带，将含硅量在I. 0% 3. 5%的无取向硅钢作为激光拼接焊的母材，以上含硅量均以重量百分比计；将引带的带尾和母材的带头经剪切后对中拼接；所述拼接间隙为O. IOmm O. 30mm ；2)激光焊接，激光焊机的激光功率为5. O 9. OKff,焊接速度为2. O米/分钟 5.8米/分钟，焊丝的填充速度为3. O米/分钟 5. 8米/分钟；焊丝成分重量百分比为C 彡 O. 10%, Si ( O. 85%, Mn ( O. 98%, P 彡 O. 015%, S 彡 O. 015%, Cr ( O. 013%,Al ( O. 010%，其余为Fe ;在激光焊接过程中选择氦气作为保护气体对焊缝进行保护冷却；3)焊接完成后，再选择含硅量在1.0%以下的普碳钢或低牌号无取向硅钢作为引带，重复上述步骤实现连续生产。随着母材含硅量的增加，所拼接出的焊缝塑性降低、韧性变差，焊缝的强度无法保证平稳通过轧机。因此，采用上述两种成分的钢种作为引带和母材进行拼接焊，可以使焊缝处材料的含硅量大大降低，从而显著提高焊缝的塑性和韧性，在轧制时焊缝区域的强度能够有效保证，满足轧机轧制的要求；同时由于焊缝区域硅含量相比高牌号母材要低的多，焊缝的延伸性更好，焊缝的抗弯曲、抗拉伸及抗压延性能更好。焊丝的成分要求Si <0.85%，焊丝的硅含量在焊接过程中至关重要，选择低硅含量焊丝可进一步稀释焊缝区域的硅含量，从而通过调节焊缝的化学成份增加焊缝的韧性。
激光焊机的激光功率为5. 0-9. OKff,以保证焊缝的熔透性；焊接速度为2. O米/分钟-5. 8米/分钟，焊丝的填充速度为3. O米/分钟-5. 8米/分钟。焊丝填充速度略高于焊机速度，以保证焊缝稳定成形；本发明的有益效果本发明从焊缝与母材焊接性能的匹配性角度出发，通过合理选择引带、焊丝、制定焊接工艺、控制保护气体流量等方面着手，提高无取向硅钢焊缝的可轧性，降低焊缝的断带率，有效地提高了 I. 0% -3. 5%含硅量的无取向硅钢焊缝质量。经现场实际验证，使用本发明焊接工艺，无取向硅钢能够顺利实现在冷轧机组的连续生产，且通板稳定，焊缝断带率< 2%。，能够大大提高冷轧产线的生产效率。
具体实施例方式按通过实施例对本发明做进一步说明。实施例II)选择含硅量为O. 8%的低牌号无取向硅钢作为激光焊接的引带；选择含硅量为I. 9%的无取向硅钢作为激光焊接的母材；将引带的带尾和母材的带头经剪切后对中拼接;2)激光焊接工艺规范按表I中参数进行焊接；焊丝成分要求如表2所示。在激光拼焊过程中选择纯度> 99. 999%的氦气作为保护气体对焊缝进行保护冷却，保护气体流量(中吹流量和侧吹流量)控制如表I所示。3)焊接完成后，再选择含硅量为O. 8%的低牌号无取向硅钢作为后续引带重复上述要求实现连续生产。表I激光焊接及保护气体流量参数控制要求
权利要求
1. 一种无取向硅钢激光填丝焊接方法，其包括如下步骤 1)将含硅量在1.0%以下的普碳钢或低牌号无取向硅钢作为激光拼接焊的引带，将含硅量在I. 0% 3. 5%的无取向硅钢作为激光拼接焊的母材，以上含硅量均以重量百分比计；将引带的带尾和母材的带头经剪切后对中拼接；所述拼接间隙为O. IOmm O. 30mm ； 2)激光焊接，激光焊机的激光功率为5.O 9. OKff,焊接速度为2. O米/分钟 5. 8米/分钟，焊丝的填充速度为3. O米/分钟 5. 8米/分钟；焊丝成分重量百分比为C ^ O. 10 %, Si ^ O. 85 %, Mn ^ O. 98 %, P ^ O. 015 %, S ^ O. 015 %, Cr ^ O. 013 %,Al ( O. 010%，其余为Fe ;在激光焊接过程中选择氦气作为保护气体对焊缝进行保护冷却； 3)焊接完成后，再选择含硅量在1.0%以下的普碳钢或低牌号无取向硅钢作为引带，重复上述步骤实现连续生产。
全文摘要
一种无取向硅钢激光填丝焊接方法，其包括如下步骤1)将含硅量在1.0％以下普碳钢或低牌号无取向硅钢作为激光拼接焊的引带，将含硅量1.0％～3.5％无取向硅钢作为激光拼接焊的母材；将引带的带尾和母材的带头经剪切后对中拼接；2)激光焊接，激光焊机激光功率5.0～9.0KW，焊接速度2.0～5.8米/分钟，焊丝填充速度为3.0～5.8米/分钟；焊丝成分重量百分比为C≤0.10％，Si≤0.85％，Mn≤0.98％，P≤0.015％，S≤0.015％，Cr≤0.013％，Al≤0.010％，余Fe；激光焊接过程中选择氦气作为保护气体对焊缝进行保护冷却；3)焊接完成后，选择含硅量在1.0％以下普碳钢或低牌号无取向硅钢作为引带，重复上述步骤实现连续生产。
文档编号B23K26/42GK102806423SQ20111014236
公开日2012年12月5日 申请日期2011年5月30日 优先权日2011年5月30日
发明者陶登国, 宋俊, 金国, 韩卫国, 苏冲岗, 宋志强 申请人:宝山钢铁股份有限公司