减少机组焊缝及非焊缝断带的途径与方法
（马钢股份公司冷轧总厂，安徽 马鞍山 243000）
摘 要：带钢的焊接是实现带钢酸洗连轧的基础。众所周知激光焊机具有焊接速度快、效率高、焊缝质量好的特点，激光焊机在国内外大量使用已经是不争的事实。然而马钢 2130 生产线激光焊接时，常发生焊缝处断带，严重影响生产效率。为查清原因，从根本上解决断带问题，就焊缝冷轧过程中的断裂问题进行一系列的摸索研究，取得显著效果。另外，非焊缝断带也是制约生产线的一个关键因素，在本文中一起进行探讨。
关键词：焊接；焊缝；断带；方法
系统研究造成焊缝断带主要因素，加强设备精度管理以及摸索激光光路、转向镜、聚焦镜的合理维护周期；摸索在线激光焊机双切剪维护管理方式；优化焊接工艺参数。在非焊缝断带方面，对上线钢卷边部质量、板面质量以及切边质量和边丝情况进行严格检查。把好焊缝及非焊缝质量，对产线的生产高效以及效益的释放，具有重大的意义。
1、激光输出镜、光路系统保护及维护
1.1 激光输出镜更换周期调研。
根据焊机维护手册，需要对输出镜做热态试验，根据实验结果判断输出镜是否应该更换。判断标准是，如果热态试验光斑大于 20mm，则输出镜可以继续使用，反之，则应更换。
反查机组激光输出镜有记录以来的更换周期，其更换周期为 4 个月左右，相对于参考更换周期 6 个月缩短不少。同时发现，每次输出镜更换周期较长时都有光路系统的压缩空气过滤器更换记录，而且被更换的空气过滤器比较脏。因此改用氮气作为光路系统保护气体[1] ，之
后输出镜更换周期能达到 6 个月，提高了输出功率的稳定性保证焊缝质量。
1.2 激光光路调整及维护。
激光光路是指激光发生器到焊点间的过程。根据焊机维护手册，激光光路调整周期为 3 个月，激光转向镜、聚焦镜清洁维护周期为 1个月。2130 生产线为干式开卷不浇水，现场氧化铁粉较重；另外生产规格、钢种跳变频繁，焊机双切剪剪切时振动加大，容易导致光路偏离、聚焦镜老化等引起焊接质量下降
[2] 。根据焊机维护手册进行光路调
整及维护时，发现激光光路已经偏离，转向镜、聚焦镜已经出现污点。
课题组根据生产现场情况将激光光路调整周期缩短为 2 个月、激光转向镜清洁维护周期缩短为 20 天。
2、焊机双切剪剪切质量攻关
剪切质量的好坏将直接影响焊接质量，由于马钢 2130 生产线激光焊接剪刃刀片长达 2.2 米，要保证在该长度范围内剪切质量合格并要求一致非常不容易。剪刃间隙是保证剪切质量的重要参数，间隙适当才能保证剪切区与撕裂区比例适合带钢对接激光焊，间隙过小剪切摩擦力较大剪刃容易拉伤严重影响剪刃使用寿命，剪刃间隙过大剪切质量不能满足带钢对接激光焊要求，不能形成焊缝。正常情况下剪刃间隙保持在 0.04～0.06mm 内，由于相对间隙较小，剪刃使用过程中常出现拉伤。一次，剪刃拉伤较严重，为维持生产，我们只能使用油石对剪刃拉伤位置进行在线俢磨。经观察俢磨位置剪切质量完全满足焊接要求，但是由于该位置容易挂铁屑，我们定期对该位置用油石俢磨，经过两天的生产该拉伤处剪切质量并下降，相反还比拉伤前有好转。由于剪切质量得到了保证，焊缝质量自然较好。
经分析，由于定期对剪刃剪切面进行俢磨清除铁屑，保证剪切面粗糙度稳定从而稳定剪切质量；由于油石需用油浸泡，俢磨时自然在剪刃剪切面形成油膜有利于剪切质量的提高；同时油膜也起到保护剪刃的作用，有利于剪刃使用寿命的提高。
3、严格做好钢卷上线前、后检查确认工作
非焊缝断带分为边裂边损断带、夹杂孔洞断带、轧制异常断带。
冷轧分厂酸轧作业区严格执行《冷轧区域回退规定》，在入口步进梁上增加照明、配置原料检查专用手持探照灯检查钢卷外观情况。采取回退、头尾切除、上线跟踪挖边手段，基本排除边裂边损断带。
生产线从钢卷开卷开始注意查找带钢表面夹杂、孔洞等表面缺陷。
开卷穿带过程中入口主操密切监控，并由开卷人员检查。带尾甩尾及带头穿带进入焊机、焊接完成穿带冲套等均有操作人员监控，防止较大缺陷造成酸洗段断带。酸轧 2#台配置专人对酸洗后带钢表面缺陷进行检查确认。发现异常立即通知轧机主操降速生产，要求轧机机架操作人员到轧机前进行缺陷确认是否可以轧制，目的是降低断带风险及断带损失。分区域负责带钢表面确认，前一操作岗位能发现的缺陷绝不留到下一岗位发现，同时做好信息沟通，确保生产线高效运转。
4、预防薄规格启动断带及高强钢系列钢种跑偏断薄规格启动断带，经分析可能有启动时乳化液瞬间打滑造成失张、变形区变化至启动瞬间张力未建立（如辊径变化等因素）以及受前一次辊缝变形区影响。目前已经下发各作业区执行措施如下：
法 1：薄规格启动，薄规格启动时跟踪张力建立情况，避免在启动瞬间张力未启动造成的。同时对出口厚度＜0.5mm 以下启动采母板启动。
法 2：乳化液提前喷射，保证启动瞬间润滑状态。
经上述措施实施后，基本消除启动断带。
高强钢在 1#机架出口跑偏断带，经分析主要是因为轧制参数不合理导致在正常压下分配下 1#机架轧制力过高轧制不稳定引起机架跑偏断带。相对应的预防措施主要目的是降低 1 机架轧制负荷、同时调高轧制张力保证带钢平稳咬入轧制。
本课题采取的措施及改进成果如下：
根据酸轧生产线现场环境更改激光光路保护气体为氮气，有效保护光路并延长输出镜使用寿命；
摸索出适合该台激光焊机激光光路调整和保养维护周期，降低焊缝偏焊，提高焊缝质量；
现场发现激光焊机高精双切剪在线修磨方法，提高焊接质量和剪刃使用寿命；
采取有效的预防薄规格启动断带方法，降低异常断带；最终在焊缝质量的提高、原料检查、启动断带、跑偏断带方面均取得较好效果。达到预期目标，效果显著，为生产顺行，产品质量的稳定奠定了基础。
参考文献：
[1]朱赫，冷轧带钢激光焊工艺参数研究与优选[D].哈尔滨.哈尔滨工业大学.2017.
[2]孙明升.DP980 高强钢激光组织性能的研究[D].天津.天津大学.2015.
作者简介：
梁高潮，男，本科，助理工程师，马钢股份冷轧总厂酸洗技术员。
