本發明屬于帶鋼焊接技術領域，具體涉及一種cr1000/1500hs熱沖壓成型用鋼的窄搭接焊接方法。

　　背景技術：

　　連續退火線是將帶鋼焊接起來實現不間斷生產的產線，是鋼鐵企業提高生產效率，降低生產成本的重要工藝技術手段，其廣泛應用于冷軋聯合生產線領域。窄搭接焊機屬于電阻焊，利用電流產生的電阻熱效應將壓緊與電極之間的被焊工件加熱到熔化或塑形狀態，使之結合。熱沖壓成型用鋼，由于其合金含量高，碳當量高，焊接后淬硬性強，焊縫熱影響區的硬度高，因此其焊接性較差，容易在大張力、高溫退火爐發生焊縫斷帶事故，而通常處理斷帶需要花費大量的時間、人力成本，前提就是將同種或不同種帶鋼焊接起來。

　　一般鋼廠普遍采用激光焊機來焊接高強鋼等合金含量高的鋼種，由于激光焊機具備預熱與保溫的功能裝置，相比于激光焊機，窄搭接焊機的價格更低廉，如果能夠采用窄搭接焊機來焊接熱沖壓成型用鋼無疑是降低企業生產成本，提高企業經濟效益的創新性方法。

　　專利cn105618916b公開了一種980mpa級別冷軋雙相鋼的焊接方法，從其實施例可以看出，該方法僅適用于980mpa級別的冷軋雙相鋼之間的相互焊接，未考慮到熱沖壓成型用鋼的焊接，對于生產的鋼種具有局限性。同時由于cr1000/1500hs熱沖壓成型用鋼級，其mn、p、si、s元素較高，在焊接時熱影響區容易產生淬硬的馬氏體組織，裂紋更敏感，所以其焊接性較差。

　　熱沖壓達到1000mpa級成型用鋼經酸洗連軋后要在連續退火生產線上完成退火，最終得到成品。在連續退火生產線上，將后卷帶鋼頭、前卷帶鋼尾焊接起來，連續生產，是提高生產效率的必要技術手段。電流通過上下層銅合金焊輪，在兩層金屬之間因電阻和上下電極共同作用下發熱形成熔化核心，通電結束同時壓力延時釋放后，焊件核心凝固就形成焊核。與其他特征區相比，焊核的沖擊韌性值最低而硬度最高，這主要是焊核主要由鑄造組織以及晶界相組成。cr1000/1500hs級熱沖壓成型用鋼對焊接熱輸入要求非常嚴格，焊縫熱量過大過小都有影響，過大產生過熱，過小易產生淬硬組織。對焊縫熱量的精確控制是取得較好焊接效果的關鍵。焊縫熱量是影響焊接質量的關鍵因素，而連續生產線的快節奏生產特點決定了在線無法檢測焊縫熱量，以往焊接參數只能通過人工經驗設定估測焊核大小，由于經驗的不確定性，導致焊接過程頻繁出現降速甚至停車問題，嚴重影響產線的質量穩定性。連續生產線的窄搭接焊工藝在現有操作中完全依賴人工經驗。

　　而窄搭接焊屬于電阻焊，電阻焊的特性是與焊接鋼中的成分如碳當量、帶鋼尺寸規格有很強的相關性，即不同的鋼種、不同的規格將導致焊接參數顯著不同。搭接焊的工藝參數又是多參數混合的，涉及電流、壓力、速度、搭接量、補償量，每個參數都對搭接焊質量影響極其顯著，參數之間相互搭配也會對焊接參數產生顯著影響，人工經驗很難把握多參數決定的窄搭接焊焊接參數，從而導致焊接過程中發生降速甚至斷帶的風險極大。

　　技術實現要素：

　　本發明的目的在于提供一種cr1000/1500hs熱沖壓成型用鋼的窄搭接焊接方法。

　　本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種cr1000/1500hs熱沖壓成型用鋼的窄搭接焊接方法，包括以下步驟：

　　1)按下述公式ⅰ-v計算所得的搭接量、補償量、焊接速度、焊接壓力、焊接電流進行焊接：

　　w＝0.91h??；

　　c＝0.5+0.22hⅱ；

　　v＝18.85-3.7*hⅲ；

　　p＝15+5.2hⅳ；

　　δt＝745+88*hⅴ；

　　式中：w是搭接量，單位為mm；h是兩帶鋼焊后的焊縫厚度；單位為mm；c是補償量，單位為mm；v是焊接速度，單位為m/min；p是焊接壓力，單位為kn；i是焊接電流，單位為a；δt是焊接溫度，單位為℃，k、α、β、ε為常數，k/ε取值0.35、α取值-5.55、β取值為0.80；ρ為鋼鐵的密度，取值7.9g/cm3；ce是不同鋼種的焊縫碳當量，ce＝[c+mn/6+(cr+mo+v)/5+(ni+cu)/15]*100％，質量百分數；

　　2)利用回歸方程分析熱沖壓成型用鋼焊接參數規律，保證兩帶鋼平均厚度與熱值指數的趨勢呈正比，電流與焊接速度比值i/s和搭接量與帶鋼厚度之和與壓力的比值(l+thick)/p趨勢與x軸平行；

　　3)將前卷帶鋼的帶尾和后卷帶鋼的帶頭經焊機橫切剪剪切，后卷帶鋼帶頭長度針對于上下線通道定位為焊機入口攝像頭1070～1090mm之間后，焊機入口對中，對中行程±75mm；焊機出口對中后，焊機剪剪切帶鋼并沖孔，孔距離焊縫80mm，孔直徑為15mm。

　　進一步地，所述熱沖壓成型用鋼cr1000/1500hs主要化學成分的質量百分含量為：c：0.09％～0.11％，si：0.33～0.40％，mn：1.65～1.75％，其余為fe及不可避免雜質元素；普通碳鋼成分為c：0.01％～0.03％，si：＜0.02％，mn：0.15～0.25％，其余為fe及不可避免雜質元素。

　　進一步地，所述熱沖壓成型用鋼厚度為1.0～2.0mm。

　　將前卷帶鋼的尾部和后卷帶鋼的頭部經焊機橫切剪剪切，保證剪切前后帶鋼厚度、板形、斷面質量良好，通過設定合適的焊接參數，將前卷帶鋼的尾部和后卷帶鋼的頭部搭接，選用合適的電流、壓力、速度，焊輪通過移動框架，對前后搭接的地方進行碾壓，得到高強度的焊縫，使帶鋼能夠連續生產。

　　本發明具有以下有益效果：

　　1)本發明將前后剪切后的帶鋼，進行搭接，通過焊接參數計算公式，計算出恰當的焊接參數，選用合適的搭接量、搭接補償量、電流、壓力、速度，進行焊接，得到高強度的焊縫，使帶鋼能夠連續生產。

　　2)本發明采用低成本的窄搭接焊機來焊接熱沖壓后屈服強度1000mpa級別的高強鋼冷軋鋼，是突破了設備極限、產品極限的一種大膽創新實踐，利用現有的窄搭接焊機來焊接高級別的馬氏體鋼與普通帶鋼，無需對設備進行改造，且達到了企業降本增效的目標。

　　3)本發明通過計算公式確定焊接參數的方式，避免了焊接參數采用人工經驗設定的弊端，科學合理地控制了焊接質量，提高了焊縫質量的穩定性。采用本發明能使窄搭接焊達到了一次焊接即滿足生產工藝的需求，避免了連續退火生產過程中因焊接出現的停車、降速現象，保證了連續生產的穩定。

　　附圖說明

　　圖1是本發明實施例1中的合格焊縫形貌圖。

　　圖2是本發明實施例2中的合格焊縫形貌圖。

　　圖3是本發明實施例3中的合格焊縫形貌圖。

　　圖4是本發明實施例3中熔合區域放大圖。

　　圖5是本發明實施例3退火前焊縫硬度打點測試圖。

　　圖6是本發明實施例3退火后焊縫硬度打點測試圖。

　　圖7是本發明實施例3退火前熱影響區金相組織圖。

　　圖8是本發明實施例3退火后熱影響區金相組織圖。

　　具體實施方式

　　以下是本發明的具體實施例，對本發明的技術方案做進一步描述，但是本發明的保護范圍并不限于這些實施例。凡是不背離本發明構思的改變或等同替代均包括在本發明的保護范圍之內。

　　實施例1

　　生產品種：cr1000/1500hs冷軋熱沖壓成型用鋼與cr1000/1500hs冷軋熱沖壓成型用鋼規格：1.2*1350mm。

　　帶鋼采用連續退火生產線上窄搭接焊機進行焊接。

　　焊接工藝過程：帶鋼頭、尾經入口剪剪切，前卷帶鋼尾部與后卷帶鋼的頭部搭接后進行焊接。

　　焊接工藝：焊接電流為19.5ka；焊接速度為14m/min；焊輪壓力為21kn；搭接量為1.1mm；補償量為0.7mm；焊后碾壓輪對焊縫進行修整，碾壓力選擇為高壓，焊接參數符合回歸方程熱沖壓成型用鋼焊接參數規律。

　　經上述焊接工藝焊接后的帶鋼經過連退線的清洗段、活套、加熱爐、平整機等，最終生產出cr1000/1500hs連退成品，帶鋼下線后焊縫質量良好，無裂紋和破損。合格焊縫形貌如圖1所示。

　　實施例2

　　生產品種：cr1000/1500hs冷軋熱沖壓成型用鋼與cr1000/1500hs冷軋熱沖壓成型用鋼規格：1.6*1350mm。

　　帶鋼采用連續退火生產線上窄搭接焊機進行焊接。

　　焊接工藝過程：帶鋼頭、尾經入口剪剪切，前卷帶鋼尾部與后卷帶鋼的頭部搭接后進行焊接。

　　焊接工藝：焊接電流為20.5ka；焊接速度為13m/min；焊輪壓力為23kn；搭接量為1.4mm；補償量為0.8mm；焊后碾壓輪對焊縫進行修整，碾壓力選擇為高壓，焊接參數符合回歸方程熱沖壓成型用鋼焊接參數規律。

　　經上述焊接工藝焊接后的帶鋼經過清洗段、活套、加熱爐、平整機組等，最終生產出cr1000/1500hs退火成品，帶鋼下線后焊縫質量良好，無斷帶。合格焊縫形貌如圖2所示。

　　實施例3

　　生產品種：cr1000/1500hs冷軋熱沖壓成型用鋼與cr1000/1500hs冷軋熱沖壓成型用鋼規格：2.0*1250mm。

　　帶鋼采用連續連退生產線上窄搭接焊機進行焊接。

　　焊接工藝過程：帶鋼頭、尾經入口剪剪切，前卷帶鋼尾部與后卷帶鋼的頭部搭接后進行焊接。

　　焊接工藝：焊接電流21.5ka；焊接速度為11m/min；焊輪壓力為25kn；搭接量為1.8mm；補償量為1.0mm；焊后碾壓輪對焊縫進行修整，碾壓力選擇為高壓。焊接參數符合回歸方程熱沖壓成型用鋼焊接參數規律。

　　經上述焊接工藝焊接后的帶鋼經過清洗段、活套、加熱爐、平整機組等，最終生產出cr1000/1500hs連退成品，帶鋼下線后焊縫質量良好，無裂紋和破損。合格焊縫形貌如圖3所示。

　　通過從橫截面觀察到的熔核區成型過程，如果焊接質量良好，nugget(熔核區域)會出現，熔核區域只能通過杯凸實驗來看到，熱量在焊縫停留時間太短，熔核區域會消失。熱量在焊縫處過大，熔核區域會消失。

　　沿著焊縫方向看，合格焊縫應當是均勻的，熔合區域(nugget)形成在與母材的厚度中心相一致，如圖4所示。

　　焊縫的拉伸試驗，證明焊縫的抗拉強度大于母材的抗拉強度。

　　通過退火前后焊縫硬度打點測試，如圖5、6所示，說明焊縫退火前的硬度是接近母材的，退火過后高于母材。

　　通過退火前后熱影響區金相組織變化，如圖7、8所示，說明熱影響區和焊縫處組織有較大差別。

　　退火前左邊是母材冷軋硬態的纖維狀組織，中間熱影響區的小等軸晶，右邊是焊縫處長大明顯的大等軸晶。

　　退火后冷軋硬態的纖維狀組織變為小等軸晶，熱影響區的小等軸晶長大，右邊焊縫處晶粒變得更大。

　　本發明不局限于上述實施方式，任何人應得知在本發明的啟示下作出的結構變化，凡是與本發明具有相同或相近的技術方案，均落入本發明的保護范圍之內。