王 剛，王海涵，杜天宇，白瑞召

（1.河北鋼鐵集團邯鋼公司邯寶冷軋廠，河北 邯鄲 056015；2.河北鋼鐵集團邯鄲公司生產制造部，河北 邯鄲 056015）

窄搭接焊接屬于電阻焊的一種，原理是通過夾持板將板帶的頭尾搭接在一起，形成局部焊接區(qū)域，焊接設備通過變壓器在焊接區(qū)域產生大電流，從而瞬間產生高溫將板帶融化，最后通過一定的壓力使帶鋼充分融合，形成一條完整的焊縫。由于市場的需求，各種不同成分的高強度鋼不斷上線，對焊機焊接提出了新的要求。不同型號的高強鋼的焊接參數不盡相同，我們通過一次次的焊接試驗，不斷掌握新的焊接參數，使高強鋼焊接難題不斷攻破。窄搭接焊機憑借著其焊接穩(wěn)定、原理簡單、無需添加劑、焊接效率高等優(yōu)點深受行業(yè)看重，希望本文的研究能夠給同行業(yè)從業(yè)者新的啟發(fā)。

1 窄搭接焊機焊接質量的影響因素

1.1 設備因素

設備因素主要體現在設備自身狀態(tài)方面，例如：焊輪、碾壓輪狀態(tài)、焊輪壓力、夾緊臺等，這些是影響焊接質量的決定性因素，要想保證焊縫質量好，首先設備本身必須穩(wěn)定。夾緊臺的加持力不足，會造成在焊接過程中已經搭接好的板帶移動，從而影響搭接量，進而影響焊接質量；焊輪過熱、焊輪表面有焊渣或缺陷等問題時會造成焊縫整體或部分較差，嚴重的還會出現焊縫焊透現象；碾壓輪表面存在缺陷會導致焊縫表面不平整，甚至產生嚴重“凹陷”或部分“深坑”；焊輪壓力不足體現在設定值和實際值不符，實際值低于設定值，在焊接過程中會出現“打火花”現象，致使焊縫“焊漏”變更時還會直接損傷焊輪表面。

1.2 參數因素

窄搭接焊機的焊接參數主要包括：焊接電流、焊接速度、焊輪壓力、碾壓輪壓力、搭接量和補償量，不同型號、不同厚度的板帶對應不同的焊接參數，焊接參數是影響焊接質量的直接因素。對于普通板帶而言，由于其成分相對簡單，在參數選擇上有較大的浮動空間，焊接較容易。但高強鋼卻不同，由于合金元素較多，合金元素對焊接有較大影響，在焊接參數設定時需要經過不斷試驗調整，浮動空間很小，要求非常嚴格。如果電流過大會形成“焊漏”現象；壓力較低則造成碾壓效果不好，焊縫表面不平整，甚至形成“打火花”，焊渣粘到焊輪上，影響后續(xù)焊接；搭接量和補償量不匹配時造成“焊接電阻小”，也會損傷焊輪[1-3]。

1.3 板帶因素

板帶因素屬于不可控因素，這種因素在高強鋼板帶中表現的尤為突出，由于高強鋼中各種合金元素添加較多，碳當量較高，從煉鋼、軋鋼階段極易造成部分區(qū)域板材成分不穩(wěn)定，主要表現在正卷帶鋼的“頭”“尾”部分。這種突發(fā)性因素需要臨時對焊接參數進行調整，主要依靠操作人員的經驗判斷，通過焊接曲線、焊縫表面情況、焊接過程焊接區(qū)域情況以及杯凸試驗結果對焊接參數進行優(yōu)化，從而得到合格的焊縫。這對操作人員的要求很高，需要借助現象判斷造成焊縫質量不好的原因，能否通過適當調整焊接參數重新焊接，如果遇到帶鋼成分波動較大的情況，及時對“頭”“尾”部分帶鋼切除，從而進行二次焊接。

2 提高高強鋼焊接穩(wěn)定性的措施

2.1 焊縫質量的判斷標準

一個好的焊縫的判定主要依據是杯凸試驗結果，通過焊機的月牙剪設備，將焊縫兩邊剪切下來通過杯凸儀進行試驗，對杯凸后的焊縫進行分析（見圖1），漢鋼認為有三種表現焊縫質量較好。一種是杯凸缺口從焊縫處成“十字”展開（如圖1-1）；一種是杯凸缺口與焊縫垂直，呈“彎月形”（如圖1-2），最后一種是杯凸缺口與焊縫平行，呈“彎月形”（如圖1-3）。針對高強鋼而言，通過經驗分析，還有一種情況漢鋼也認為焊縫合格：杯凸缺口從熱影響區(qū)展開，并沒有沿帶鋼搭接方向撕裂，而是沿搭接邊緣裂開（如圖1-4）。這種缺口在高強鋼焊接中很常見，與傳統(tǒng)判斷焊縫不合格標準中有很強的相似性，因此具有一定的迷惑性。

圖1 杯凸后的焊縫

2.2 保證良好的設備狀態(tài)

通過對影響焊接質量的因素分析中，我們明確了設備自身狀態(tài)直接影響焊接質量，對于高強鋼焊接而言，主要體現在焊輪表面狀態(tài)、焊輪壓力以及搭接量和補償量等方面。由于高強鋼在焊接過程中需要更高的熱量，對焊輪的損傷較大，要時刻保持焊輪表面狀態(tài)，遇到有“黏渣”、表面不平整等現象要及時更換焊輪。同時在焊接過程中關注焊接區(qū)域狀況，遇到焊接“打火花”現象時要及時檢查焊輪標高和焊接壓力，保證其實際值在正常范圍內。最后高強鋼需要大搭接量和補償量，一般需要1.0 mm 以上的搭接量和補償量，保證帶鋼頭尾充分融合。對于設備維護人員來說，重點關注設備精度，保證設備機械精度以及電氣元器件儀表精度。

2.3 焊接參數調試

一個新鋼種的上線，必須要進行焊接試驗，焊接試驗前首先根據該鋼種的成分確定其與已有鋼種中哪些鋼種成分類似，調取這些鋼種同厚度的焊接參數，作為焊接試驗的參考參數，使焊接試驗不再盲目，能夠大大提高焊接試驗效率和準確率，同時也能避免盲目設定參數對設備造成損傷，例如：焊輪黏渣。

焊接試驗過程中，首先觀察焊接過程中焊接區(qū)域狀態(tài)，通過肉眼對“熔池”狀態(tài)進行第一次判斷分析，做到心中有數，其次觀察焊接曲線是否平順，如果焊接曲線呈“一頭高”，可能是一側溫度較低；如果曲線中間有較大波動，可能整體焊縫溫度存在波動。取樣后觀察整個焊縫上下表面，是否存在“漏洞”、“不平整”等現象。最后對整個焊縫區(qū)域進行杯凸試驗，根據杯凸試驗結果了解整個焊縫質量。

在參數調整時遵循循序漸進、小幅度、同一方向的原則，即需要提高熱量時較小改動不同參數，均朝提高熱量方向調整。例如：降低速度、提高電流、降低壓力。首先調整焊接電流，通過整個過程判斷電流是否合適，其次在保證電流不變的情況下改變焊接壓力和焊接速度。通過經驗判斷高強鋼一般需要大電流和大壓力，所以在焊接試驗時可以沿著這一思路進行探索。

高強鋼焊縫質量的好壞有很強的辨識性，有經驗的人員從焊縫外觀上就能辨別出來，常表現于焊縫下表面存在“留渣”現象、焊縫有漏洞、焊縫搭接處有明顯的凹凸感。面對這種情況在實際操作時一般都是保證焊接電流不動再加大焊接壓力、降低焊接速度，在保證焊接溫度的同時使帶鋼更充分的融合在一起。

3 結語

面對高強鋼焊接問題，需要具體問題具體分析，這是一個長期經驗積累的過程，同時也是一個探索的過程。本文主要針對影響焊接質量因素、焊縫質量判定標準以及高強鋼焊接的特性和參數調整進行了分析，能夠對高強鋼焊接參數調整優(yōu)化指引一個方向，提高漢鋼高強鋼焊接穩(wěn)定性，從而保證高強連退產線穩(wěn)定運行。