[发明专利]一种实现高强钢快速拼接的激光焊接方法

权利要求书

1.一种实现高强钢快速拼接的激光焊接方法，其特征是，包括如下步骤：

1)将高强钢的两个热卷分别作为前行卷和后行卷；将前行卷的带尾和后行卷的带头经双切剪剪切后对中拼接；所述拼接间隙即前行卷带钢带尾和后行卷带钢带头经双切剪剪切后的对接间隙为0.05mm-0.30mm；

2)使用CO₂激光器作为焊接激光源，所述CO₂激光器激光束从激光源外光路出来后直接进入分光装置，该分光装置依次包括反射镜-分光镜-聚焦镜；激光束从分光装置出来后形成三束激光束，其中，第一激光束落在拼接焊缝前，用于焊前预热；第二激光束落在拼接焊缝上，形成熔池用于激光焊接；第三激光束落在拼接焊缝后，用于焊后退火，消除残余焊接应力；通过调整激光源的功率输出、分光镜的楔形角、激光束反射面积来控制三束激光束的能量比；

3)调整所述分光镜的角度控制三束激光束的光束间距，调整所述聚焦镜控制三束激光束的焦深。

2.如权利要求1所述的实现高强钢快速拼接的激光焊接方法，其特征是，激光束能量使用激光功率密度ρ，功率密度ρ＝激光输出功率P/焊接速度V；激光束焊前预热功率P前和焊后退火功率P后的选择取决于带钢厚度h，第一、第三激光束功率密度ρ为：ρ<k-0.13h+0.06h2，其中k为常数，k＝0.35～0.55；用于激光焊接的第二激光束能量必须足够熔化焊丝和母材，形成焊缝，第二激光束功率密度ρ为：ρ>k-0.13h+0.06h2；其中，激光功率密度ρ单位60kJ/m，激光输出功率P单位kW，焊接速度V单位m/min，带钢厚度h单位mm。

3.如权利要求1所述的实现高强钢快速拼接的激光焊接方法，其特征是，第一～第三束激光束在分光镜对应的反射面积S1：S2：S3为1：(3.0-4.5)：(1.0-1.5)。

4.如权利要求1所述的实现高强钢快速拼接的激光焊接方法，其特征是，所述激光束的焦深控制在带钢中心厚度下的0.5-2mm；所述的激光光束间距控制在20mm-50mm。

5.如权利要求2所述的实现高强钢快速拼接的激光焊接方法，其特征是，采用后置送丝方式进行焊丝填充。

6.如权利要求2或5所述的实现高强钢快速拼接的激光焊接方法，其特征是，所述焊丝的主要成分包含：C≤0.08％、Mn≤0.90％、Si≤0.85％，余Fe。

7.如权利要求2或5所述的实现高强钢快速拼接的激光焊接方法，其特征是，所述焊丝填充速度高于焊接速度，焊接速度与焊丝填充速度的比值为66％～90％。

8.如权利要求1所述的实现高强钢快速拼接的激光焊接方法，其特征是，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。