一種碳當量大于0.5的高強度帶鋼的搭接電阻焊方法與流程

本發明屬于金屬材料焊接領域，具體涉及一種碳當量大于0.5的高強度帶鋼的搭接電阻焊方法。

背景技術：

隨著汽車工業的發展，世界各國對汽車的安全、節能和排放的要求越來越苛刻，采用超高強度鋼既可減輕汽車重量、實現節能和減排，又可提高汽車的安全性。為兼顧輕量化與碰撞安全性，高強鋼板應運而生，為適應這種發展需要，國內外鋼鐵業已陸續完成多種高強鋼的開發，其市場需求正逐步擴大。但隨著高強鋼需求的增長，因其合金成分中較高的碳當量、脆硬元素占比及軋硬卷強度使其在生產過程中帶鋼的連接性能較難得到保證，裂紋敏感性較大且焊縫區熔合不充分，增大了焊縫斷帶的風險。

對于高強帶鋼的窄搭接電阻焊，由于其特殊的合金成分設計，當焊接線能量較低時，焊縫內部容易產生熔合不充分現象，使焊接接頭性能惡化；當焊接線能量較高時，會引起焊接飛濺以及產生較差的表面質量，直接影響焊輪的壽命和工作輥的輥耗。

技術實現要素：

為解決上述技術問題，本發明提供了一種碳當量大于0.5的高強度帶鋼的搭接電阻焊方法，采用自動電阻焊接工藝對帶鋼進行連接并配合以焊后熱處理，從而消除焊接殘余應力、改善焊縫組織，以保證高強鋼板產品的連續穩定生產。

本發明采取的技術方案為：

一種碳當量大于0.5的高強度帶鋼的搭接電阻焊方法，所述方法包括以下步驟：

(1)在窄搭接電阻焊機上對高強鋼板進行焊接；

(2)待焊接完成后，進入焊后熱處理工藝；

所述高強度帶鋼的主要化學成分及重量百分比為：c≤0.30％；si≤0.80％；mn≤1.50％；p≤0.035％；s≤0.030％，余量為fe及其他微量元素。

所述高強度帶鋼的軋硬卷的抗拉強度rm≥800mpa。

窄搭接電阻焊指的是搭接寬度小于焊輪寬度。

所述步驟(1)中，為使搭接面具有足夠電流密度，需保證焊接電流范圍為23-25ka；電極壓力控制范圍為15～17kn。

所述步驟(1)中，為降低較厚規格高強帶鋼剛度，利于帶鋼搭接面結合緊密，焊接速度范圍為8～10m/min。

所述步驟(1)中，為增加搭接面電流密度并使搭接面受壓充分，操作側搭接量范圍為0.9～1.1mm，傳動側搭接量為2.0～2.3mm。

為防止由碾壓輪壓力過大而產生的搭接面邊部裂紋，焊后對搭接部分施加的焊縫碾壓范圍為17～19kn。

所述步驟(2)中，采用燃氣作為可燃氣體。

所述步驟(2)中，為降低焊接接頭熱應力和脆性，焊后熱處理溫度加熱至780℃，點火至熄火時間35～45s。

進一步地，焊后熱處理采用焊縫退火裝置，焊縫退火裝置有紅外對中裝置，可對焊縫與退火火焰自動對中。

進一步地，所述方法還包括焊后熱處理完成后即進入月牙剪，對焊接接頭杯突性能進行檢測。

采用此方法連接1.8mm厚熱成形鋼板，其碳當量為0.52，拉伸試驗斷裂在母材，杯突試驗未在搭接面剝離，反彎性能與母材相當，且表面質量良好。

本發明中碳當量的計算公式為：ce＝c+mn/6+(cr+mo+v)/5+(si+ni+cu)/15(％)。

本發明公開的一種碳當量大于0.5的高強鋼板的窄搭接電阻焊方法，主要適用于無在線退火功能的窄搭接電阻焊設備機組中，且設備緊湊無預留空間，使增加感應加熱等退火熱備困難的情況，經濟可靠便于控制。

與現有技術相比，本發明具備以下優點：

1.采用本發明提供的搭接電阻焊工藝，可用于同等厚度和強度級別帶鋼的搭接電阻焊；

2.采用該焊接方法焊接冷軋高強鋼板，使其帶鋼焊接接頭韌性及表面質量良好，保證帶鋼的正常生產同時降低輪耗；

3.保證了高強鋼板窄搭接電阻焊接頭性能、降低斷帶風險的方法；

4.解決了在無機械及電氣硬件改動的情況下，通過單一增加plc程序及相應人機界面的改造來實現窄搭接焊機增加焊后退火功能；

附圖說明

圖1為實施例1得到的搭接后的鋼板的冷彎性能測試結果；

圖2為實施例1得到的搭接后的鋼板的杯突性能測試結果；

圖3為實施例1得到的搭接后的鋼板的焊接接頭橫截面的宏觀觀察(a)和焊縫組織(b)；

圖4為本發明的工藝流程圖。

具體實施方式

一種大于0.5的高強度帶鋼的搭接電阻焊方法，所述方法包括以下步驟：

(1)在窄搭接電阻焊機上對高強鋼板進行焊接；

其參數控制如下：焊接電流范圍為23-25ka；電極壓力控制范圍為15～17kn，焊接速度范圍為8～10m/min。操作側搭接量范圍為0.9～1.1mm，傳動側搭接量為2.0～2.3mm。焊后對搭接部分施加的焊縫碾壓范圍為17～19kn。

(2)待焊接完成后，進入焊后熱處理工藝；

待焊接完成后即進入焊縫退火裝置，焊縫退火裝置有紅外對中裝置，可對焊縫與退火火焰自動對中；打開焊縫退火裝置電源，啟動點火器，采用燃氣作為可燃氣體，在紫外線火焰監測器檢測下使得焊縫溫度達到780℃；同時要求從點火至熄火時間t≥35s；

(3)待焊后熱處理完成后即進入月牙剪，對焊接接頭杯突性能進行檢測。所述高強度帶鋼的主要化學成分及重量百分比為：c≤0.30％；si≤0.50％；mn≤1.50％；p≤0.030％；s≤0.010％。余量為fe及其他微量元素。

所述高強度帶鋼的軋硬卷的抗拉強度rm≥800mpa。

下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明。

實施例1

一種碳當量為0.52的1.8mm厚熱成形鋼板的搭接電阻焊方法，所述熱成形鋼板的化學成分及重量百分比為：c≤0.30％；si≤0.50％；mn≤1.50％；p≤0.030％；s≤0.010％；cr≤0.50％；b≤0.005％；余量為fe及其他微量元素；其軋硬卷的抗拉強度rm為1000mpa。

所述方法包括以下步驟：

(1)在窄搭接電阻焊機上對高強鋼板進行焊接；

其參數控制如下：焊接電流為25ka；電極壓力為16kn，焊接速度為10m/min。操作側搭接量為0.9mm，傳動側搭接量為2.1mm。焊后對搭接部分施加的焊縫碾壓為19kn。

(2)待焊接完成后，進入焊后熱處理工藝；

待焊接完成后即進入焊縫退火裝置，焊縫退火裝置有紅外對中裝置，可對焊縫與退火火焰自動對中；打開焊縫退火裝置電源，啟動點火器，采用燃氣作為可燃氣體，在紫外線火焰監測器檢測下使得焊縫溫度達到780℃；同時要求從點火至熄火時間為35s；

(3)待焊后熱處理完成后即進入月牙剪，對焊接接頭杯突性能進行檢測。

對本實施例搭接后的鋼板進行測試，拉伸試驗斷裂在母材，杯突試驗未在搭接面剝離，反彎性能與母材相當，且表面質量良好，如圖1、圖2所示。

在焊縫處未發現熔合不充分現象，且焊縫內部組織均勻，如圖3所示。

并在后續生產過程中未出現斷帶事故。

實施例2

一種碳當量為0.58的1.8mm厚1000mpa級馬氏體雙相鋼板的搭接電阻焊方法，所述熱成形鋼板的化學成分及重量百分比為：c≤0.25％；si≤0.80％；mn≤0.80％；p≤0.035％；s≤0.030％；alt≥0.020％。余量為fe及其他微量元素；其軋硬卷的抗拉強度rm為1400mpa。

所述方法包括以下步驟：

(1)在窄搭接電阻焊機上對高強鋼板進行焊接；

其參數控制如下：焊接電流為23ka；電極壓力控制為17kn，焊接速度為9m/min。操作側搭接量為1.1mm，傳動側搭接量為2.2mm。焊后對搭接部分施加的焊縫碾壓力為19kn。

(2)待焊接完成后，進入焊后熱處理工藝；

待焊接完成后即進入焊縫退火裝置，焊縫退火裝置有紅外對中裝置，可對焊縫與退火火焰自動對中；打開焊縫退火裝置電源，啟動點火器，采用燃氣作為可燃氣體，在紫外線火焰監測器檢測下使得焊縫溫度達到780℃；同時要求從點火至熄火時間為45s；

(3)待焊后熱處理完成后即進入月牙剪，對焊接接頭杯突性能進行檢測。

對本實施例搭接后的鋼板進行測試，拉伸試驗斷裂在母材，杯突試驗未在搭接面剝離，反彎性能與母材相當，且表面質量良好。

在焊縫處未發現熔合不充分現象，且焊縫內部組織均勻。

并在后續生產過程中未出現斷帶事故。

實施例3

一種碳當量為0.52的2mm厚熱成形鋼板的搭接電阻焊方法，所述熱成形鋼板的化學成分及重量百分比為：c≤0.30％；si≤0.50％；mn≤1.50％；p≤0.030％；s≤0.010％；cr≤0.50％；b≤0.005％；余量為fe及其他微量元素。其軋硬卷的抗拉強度rm為1000mpa。

所述方法包括以下步驟：

(1)在窄搭接電阻焊機上對高強鋼板進行焊接；

其參數控制如下：焊接電流范圍為24ka；電極壓力控制范圍為17kn，焊接速度范圍為8m/min。操作側搭接量范圍為1.1mm，傳動側搭接量為2.3mm。焊后對搭接部分施加的焊縫碾壓范圍為19kn。

(2)待焊接完成后，進入焊后熱處理工藝；

待焊接完成后即進入焊縫退火裝置，焊縫退火裝置有紅外對中裝置，可對焊縫與退火火焰自動對中；打開焊縫退火裝置電源，啟動點火器，采用燃氣作為可燃氣體，在紫外線火焰監測器檢測下使得焊縫溫度達到780℃；同時要求從點火至熄火時間為40s；

(3)待焊后熱處理完成后即進入月牙剪，對焊接接頭杯突性能進行檢測。

對本實施例搭接后的鋼板進行測試，拉伸試驗斷裂在母材，杯突試驗未在搭接面剝離，反彎性能與母材相當，且表面質量良好。

在焊縫處未發現熔合不充分現象，且焊縫內部組織均勻。

并在后續生產過程中未出現斷帶事故。

上述參照實施例對一種碳當量大于0.5的高強度帶鋼的搭接電阻焊方法進行的詳細描述，是說明性的而不是限定性的，可按照所限定范圍列舉出若干個實施例，因此在不脫離本發明總體構思下的變化和修改，應屬本發明的保護范圍之內。