摘要：激光焊機在冷連軋機組中作用十分重要，是保證連續(xù)軋制的前提。激光焊機焊接質(zhì)量的穩(wěn)定決定了機組運行的穩(wěn)定。通過對冷軋1550mm機組生產(chǎn)時焊縫處斷帶進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和應對措施。前言
安鋼冷軋酸軋機組1550mm酸軋機組設(shè)計年生產(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。激光焊接熱軋鋼帶具有對接焊縫牢固，軋制中動態(tài)厚度超差長度較短，軋機斷帶風險低等優(yōu)勢。TMEIC激光焊機布置在酸洗軋機聯(lián)合機組入口段，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，即將高強度的激光束輻射至連接帶鋼表面，使金屬熔化實現(xiàn)帶鋼的連接。激光焊機主要由激光源、焊機入口部分、焊機本體、焊機出口部分、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、激光焊機生產(chǎn)現(xiàn)狀在酸軋機組正式投產(chǎn)的一年內(nèi)，因激光焊機焊縫質(zhì)量問題造成焊縫在拉矯機處斷帶兩次，每次事故處理時間均在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行軋制，造成熱軋原料浪費約6t。因激光焊機焊縫質(zhì)量問題造成焊縫在軋機處斷帶約20次，每次處理時間大約為1h，造成廢鋼量為1t，同時對軋輥造成嚴重損傷，斷帶率約為0.365%。焊縫處斷帶對生產(chǎn)造成影響較大，機組停車時間長，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，用實線表示; 而實際頭尾剪切對接后，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。在過拉矯機時，有一定的延伸率，DS側(cè)實際未熔合，造成開裂。
2.2、焊縫在拉矯機處第二次斷帶原因分析
第二次拉矯機處發(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。斷帶為過拉矯機時中部開裂，彎曲時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: 假定焊機軌道為一條直線，形成焊縫為一條直線，用實線表示; 而實際頭尾剪切對接后，形成的縫隙為切縫，用虛線表示; 二者相對位置如圖6所示。在過拉矯機時，有一定的延伸率，中間焊縫未焊實，中間位置首先開裂，彎曲時卡鋼造成帶鋼撕裂斷帶。
兩次發(fā)生斷帶位置均為拉矯機處，發(fā)生原因也相似。因此通過焊機的打點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，在遇到拉矯延伸時造成開裂，最終形成焊縫處斷帶。2.3 、焊縫在拉矯機處斷帶原因分析從現(xiàn)場當時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，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力集中區(qū)，在受到拉矯延伸時易開裂。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）焊機剪刃剪切帶鋼質(zhì)量不好;
（3）焊機激光焦點位置的偏離;
（4）焊縫兩端沒有剪切月牙。
3、 焊縫質(zhì)量改進措施
(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，焊機操作工需要根據(jù)焊縫質(zhì)量和頭尾板形對焊縫兩端進行剪切月牙，焊縫兩邊剪切月牙以消除焊縫應力集中區(qū)。(3) 對于板形造成的困擾，可以設(shè)定0.1mm焊縫，同時填充焊絲，對防止有浪處的擠壓和改善焊縫強度有作用。(4) 增加焦距可適當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、 改進效果通過對冷軋原料質(zhì)量改善
定期對焊機設(shè)備根據(jù)表1進行點檢，維護焊機焊接質(zhì)量的穩(wěn)定，在降低焊機重焊率的同時，杜絕了由焊縫質(zhì)量造成的焊縫處斷帶，在經(jīng)濟方面為機組的節(jié)能降本提供了保障，在運行效率上機組實現(xiàn)了高效穩(wěn)定運行。
5、結(jié)語
通過對焊縫斷帶處的分析和改進，提高了焊機的操作和維護能力，杜絕了焊縫處的斷帶，為機組穩(wěn)定高效運行提供了保障。焊縫質(zhì)量的穩(wěn)定降低了廢品量，減少停機時間，機組運行成本也相應降低。
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