帶在線連續(xù)焊縫熱處理的激光焊機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及焊接領(lǐng)域，特別涉及一種帶在線連續(xù)焊縫熱處理的激光焊機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國汽車、橋梁、建筑、家電等對鋼鐵有大量需求的行業(yè)的迅猛發(fā)展，鋼鐵企業(yè)對高標(biāo)準(zhǔn)和高性價比的鋼材的產(chǎn)量和品質(zhì)要求也越來越高。目前，國內(nèi)大部分鋼鐵企業(yè)逐漸走向產(chǎn)品轉(zhuǎn)型、裝備升級的趨勢。因此，特殊鋼材的焊接是我們即將面臨的重大問題，但利用普通的激光焊機(jī)和焊接工藝根本無法滿足特殊材質(zhì)鋼種，特別是400系列不銹鋼、高強(qiáng)度合金鋼和高磷鋼等的焊接要求，具體地:
[0003]1、由于激光焊接是將高能量密度的激光光束發(fā)射在拼接好的帶鋼縫隙上，使被焊工件瞬間加溫至1200?1400°C實(shí)現(xiàn)快速焊接，所以這種焊接過程會使焊接區(qū)域溫度陡然上升、下降，造成焊縫及熱影響區(qū)形成淬火，而經(jīng)過淬火后的焊縫及熱影響區(qū)會明顯出現(xiàn)不規(guī)則的粗大結(jié)晶(特別是400系列不銹鋼、高強(qiáng)度合金鋼和高磷鋼等)，這樣，焊縫及熱影響區(qū)一旦受力就會出現(xiàn)斷裂；
[0004]2、由于焊接區(qū)域在焊接前和焊接時的溫度差較大，所以容易產(chǎn)生焊接應(yīng)力，同時，因焊接應(yīng)變速率較高，所以容易產(chǎn)生焊接裂紋及因焊縫金屬中擴(kuò)散氫的逸出而導(dǎo)致的氫致裂紋，而且，焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是為了克服上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種焊縫延伸性好的帶在線連續(xù)焊縫熱處理的激光焊機(jī)。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型提供的一種帶在線連續(xù)焊縫熱處理的激光焊機(jī)，包括焊接小車，以及依次安裝在所述焊接小車上的剪切裝置、激光焊接裝置和輾壓裝置，所述焊接小車上對應(yīng)所述激光焊接裝置前方的位置設(shè)有可對焊接區(qū)域進(jìn)行在線連續(xù)升溫預(yù)熱的預(yù)熱裝置，所述預(yù)熱裝置布置在所述剪切裝置和激光焊接裝置之間，所述焊接小車上對應(yīng)所述激光焊接裝置后方的位置設(shè)有可對焊縫區(qū)域進(jìn)行在線連續(xù)焊縫熱處理的熱處理裝置。通過焊前對焊接區(qū)域進(jìn)行升溫預(yù)熱，這樣，既可降低焊接應(yīng)力，又可降低焊接應(yīng)變速率，有利于避免產(chǎn)生焊接裂紋及焊縫金屬中擴(kuò)散氫的逸出，避免產(chǎn)生氫致裂紋，同時，也可減少焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度，而且，還對減緩焊后的冷卻速度有著輔助作用；并通過焊后對焊縫區(qū)域進(jìn)行熱處理，這樣，可使焊縫及熱影響區(qū)的粗大結(jié)晶擴(kuò)散和細(xì)化，從而大大地提尚了焊縫的延伸性。
[0007]在上述方案中，所述熱處理裝置包括可對所述焊縫區(qū)域進(jìn)行在線連續(xù)焊縫正火處理的正火機(jī)構(gòu)和可對所述焊縫區(qū)域進(jìn)行在線連續(xù)焊縫回火處理的回火機(jī)構(gòu)，所述正火機(jī)構(gòu)布置在所述激光焊接裝置和輾壓裝置之間，所述回火機(jī)構(gòu)布置在所述輾壓裝置后方。首先，通過焊后對焊縫區(qū)域進(jìn)行正火處理，這樣，可使焊縫及熱影響區(qū)的粗大結(jié)晶擴(kuò)散和細(xì)化，從而大大地提高了焊縫的延伸性；然后，擴(kuò)散和細(xì)化后的結(jié)晶經(jīng)輾壓裝置輾壓后變得更加緊密，從而更進(jìn)一步地提高了焊縫的延伸性；最后，焊縫區(qū)域經(jīng)過回火處理后，被輾壓裝置輾壓破壞的細(xì)化晶體再次結(jié)晶，從而再進(jìn)一步地提高了焊縫的延伸性。
[0008]在上述方案中，所述正火機(jī)構(gòu)又包括一次正火機(jī)構(gòu)和二次正火機(jī)構(gòu)，所述二次正火機(jī)構(gòu)布置在所述一次正火機(jī)構(gòu)后方。通過焊后對焊縫區(qū)域進(jìn)行一次正火，可使焊縫及熱影響區(qū)的粗大結(jié)晶體得到擴(kuò)散，并使其分布均勻，同時保持焊縫及熱影響區(qū)一定溫度為二次正火作準(zhǔn)備；緊接著通過二次正火，可使焊縫及熱影響區(qū)晶體組織細(xì)化，同時經(jīng)過兩次正火，使幅寬多100mm的板帶焊縫區(qū)域溫度比較均勻、平衡，從而進(jìn)一步地降低了焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度，提高了金屬延伸性。
[0009]在上述方案中，所述預(yù)熱裝置的加熱溫度為100?200°C，所述一次正火機(jī)構(gòu)的加熱溫度為600?800°C，所述二次正火機(jī)構(gòu)的加熱溫度為600?800°C，所述回火機(jī)構(gòu)的加熱溫度為200?300°C。通過根據(jù)具體不同型號的帶鋼，優(yōu)化選擇不同區(qū)間的預(yù)熱溫度、一次正火溫度、二次正火溫度和回火溫度，能更進(jìn)一步地提高焊縫的延伸性。
[0010]在上述方案中，所述預(yù)熱裝置、一次正火機(jī)構(gòu)、二次正火機(jī)構(gòu)和回火機(jī)構(gòu)均采用高頻感應(yīng)加熱器。當(dāng)然，也可采用其他加熱器。
[0011]在上述方案中，所述輾壓裝置的碾壓輪的端面為圓弧形。通過采用端面為圓弧形的碾壓輪，能使碾壓時的作用力集中在焊縫區(qū)域，從而能更好的破壞經(jīng)正火后的結(jié)晶，使其更加緊密。
[0012]在上述方案中，所述激光焊機(jī)的焊接工序的下步工序?yàn)榇嘈蕴幚砉ば颍摯嘈蕴幚砉ば虻奈恢蒙显O(shè)有脆性處理裝置，所述脆性處理裝置包括輔機(jī)小車以及依次布置在所述輔機(jī)小車上的盛水箱、退火機(jī)構(gòu)和循環(huán)水制冷機(jī)，所述盛水箱內(nèi)和所述輔機(jī)小車上對應(yīng)所述盛水箱上方的位置分別設(shè)有用于急速冷卻在線帶鋼的焊接區(qū)域正反面的急速冷卻噴頭，所述急速冷卻噴頭與所述循環(huán)水制冷機(jī)的輸出口連通，所述盛水箱與所述循環(huán)水制冷機(jī)的輸入口連通。特針對400系列不銹鋼，通過在焊接工序的下步工序位置上加設(shè)脆性處理裝置，并用脆性處理替代回火處理，這樣能消除400系列不銹鋼的脆性，從而進(jìn)一步地提高了400系列不銹鋼的塑性及延伸性。
[0013]上述脆性處理工序是特別針對400系列不銹鋼而設(shè)計的，雖然400系列不銹鋼的焊縫經(jīng)過輾壓前的熱處理后能提高一定的延伸性，但由于400系不銹鋼有其自身特點(diǎn)(鐵素體及鐵素?奧氏雙相體)，因此，400系列不銹鋼的焊縫在經(jīng)過輾壓前的熱處理后，焊縫區(qū)域仍因金屬組織受熱影響(溫度下降)而形成焊縫脆性。因此需采用對焊縫進(jìn)行急速冷卻、退火加熱、再次急速冷卻的去脆性工藝，才能解決脆性問題，從而滿足該鋼種在酸洗、乳制過程中的韌性強(qiáng)度要求。
[0014]具體地，400系不銹鋼在正火加熱￠00?800°C )并經(jīng)碾壓后，溫度下降并經(jīng)過400?550°C區(qū)域且會停留一定時間，此時易出現(xiàn)475°C脆性組織，使焊縫強(qiáng)度降低，不能滿足生產(chǎn)要求。為解決此問題，必須對焊縫區(qū)域進(jìn)行退火加熱(500?650°C)，然后再次急速冷卻使焊縫溫度迅速下降，快速脫離475°C脆性溫區(qū)，由此可消除其脆性，從而提高焊縫塑性及延伸性。但由于正火加熱(600?800°C)并經(jīng)碾壓后，焊縫溫度下降具有不確定性，可能會落入400?550°C區(qū)域，也可能落入550?650°C區(qū)域，對于前者需進(jìn)行退火加熱再急冷處理，對于后者只需急冷，因此給溫度檢測及控制增加了復(fù)雜性，也使可靠性降低，成本也會相應(yīng)增加，為此，我們采用統(tǒng)一方案，即:碾壓完后對焊縫統(tǒng)一進(jìn)行急速冷卻降溫使溫度降至常溫，然后以此為起點(diǎn)，再退火加熱(500?650°C )、并急速冷卻至常溫。
[0015]在上述方案中，所述退火機(jī)構(gòu)的加熱溫度為500?650°C。
[0016]在上述方案中，所述退火機(jī)構(gòu)采用高頻感應(yīng)加熱器。
[0017]本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是:
[0018]1、通過焊前對焊接區(qū)域進(jìn)行升溫預(yù)熱，這樣，既可降低焊接應(yīng)力，又可降低焊接應(yīng)變速率，有利于避免產(chǎn)生焊接裂紋及焊縫金屬中擴(kuò)散氫的逸出，避免產(chǎn)生氫致裂紋，同時，也可減少焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度，而且，還對減緩焊后的冷卻速度有著輔助作用；并通過焊后對焊縫區(qū)域進(jìn)行熱處理，這樣，可使焊縫及熱影響區(qū)的粗大結(jié)晶擴(kuò)散和細(xì)化，從而大大地提高了焊縫的延伸性；
[0019]2、首先，通過焊后對焊縫區(qū)域進(jìn)行正火處理，這樣，可使焊縫及熱影響區(qū)的粗大結(jié)晶擴(kuò)散和細(xì)化，從而大大地提高了焊縫的延伸性；然后，擴(kuò)散和細(xì)化后的結(jié)晶經(jīng)輾壓裝置輾壓后變得更加緊密，從而更進(jìn)一步地提高了焊縫的延伸性；最后，焊縫區(qū)域經(jīng)過回火處理后，被輾壓裝置輾壓破壞的細(xì)化晶體再次結(jié)晶，從而再進(jìn)一步地提高了焊縫的延伸性；
[0020]3、通過焊后對焊縫區(qū)域進(jìn)行一次正火，可使焊縫及熱影響區(qū)的粗大結(jié)晶體得到擴(kuò)散，并使其分布均勻，同時保持焊縫及熱影響區(qū)一定溫度為二次正火作準(zhǔn)備；緊接著通過二次正火，可使焊縫及熱影響區(qū)晶體組織細(xì)化，從而進(jìn)一步地降低了焊縫及熱影響區(qū)的淬硬程度，提高了金屬延伸性；
[0021]4、通過根據(jù)具體不同型號的帶鋼，優(yōu)化選擇不同區(qū)間的預(yù)熱溫度、一次正火溫度、二次正火溫度和回火溫度，能更進(jìn)一步地提高焊縫的延伸性；
[0022]5、通過采用端面為圓弧形的碾壓輪，能使碾壓時的作用力集中在焊縫區(qū)域，從而能更好的破壞經(jīng)正火后的結(jié)晶，使其更加緊密；
[0023]6、特針對400系列不銹鋼，通過在焊接工序的下步工序位置上加設(shè)脆性處理裝置，并用脆性處理替代回火處理，這樣能消除400系列不銹鋼的脆性，從而進(jìn)一步地提高了400系列不銹鋼的塑性及延伸性。
[0024]本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡單、可在線連續(xù)對焊接區(qū)域及焊縫進(jìn)行熱處理、工藝簡單、焊接好后焊縫及熱影響區(qū)的延伸性好等特點(diǎn)。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明中焊接部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明中輔機(jī)部分的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是圖2的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中，焊接小車I，剪切裝置2，激光焊接裝置3，輾壓裝置4，預(yù)熱