蒂森·克虏伯公司生产的拼焊板是一种重量较轻、强度较高,可用于汽车和其它工业的钢材。在拼焊板的生产中,是将两卷不同等级/厚度/涂层的带卷通过激光束纵向焊接在一起,然后缠绕成一个带卷作为用户使用的初级原料。拼焊板的激光焊缝沿带卷长度方向可以长达500m,因此激光拼焊是焊接技术发展领域的一种革命性技术。过去,薄板激光焊接接链长度被限制在3m。而如今,以带卷供货形式的带钢可以采用激光边续焊接。
    随着上世纪80年代末裁剪坯料技术的发展,人们开始需求连续对接焊薄板。然而,由于热变形问题,该项目不能持续下去。随着焊接技术和设备的发展,在薄板宽度至少2m的情况下,可以生产激光焊缝最长达到3m的焊板。最初的薄板是0.6~3mm厚,品种可以是热浸镀锌板、电镀锌板和有机涂层板。
    在其后有冷却段的激光焊接工艺中,设置的焊地可以使热传导到坯料中,同时产生相应的热变形。由于热变形,两块被焊接在一起的薄板差超过最大允许0.08mm。造成焊接出现问题的原因是因为缺少熔合。以前,宽度在200mm以下的带钢不能用于连续焊接生产。
    拼焊板生产工艺
    在拼焊板生产中,两卷不同的坯料(带卷A和带卷B)通过平整机矫平。带卷的平整度对其后实施的可靠的激光焊接至关重要,原因是所需的焊缝差仅为0.08mm。在平整机后是两个修理站,修理带卷边角。在修理站,将焊接的带卷边角刮平或磨平。在激光焊接工艺之前,带卷张拉辊装置和带卷活套可以确保带卷保持恒定不变。8kW的CO2激光激点直径约为0.4mm,当其击到两个带卷边部时焊接两个带卷。光学控测仪用于指挥焦点在带卷边部的定位。紧接着惰性气体激光焊接的是焊缝冷却工艺,该工艺是专门开发的,并在成功焊接中起到重要作用。它可以确保生产工艺恒定不变,即使带卷长度超过500m。最终,各种不同等级、厚度和涂层的带卷被焊接在一起成为一个带卷,即拼焊板。
    今天,碳钢和不锈钢都可以进行拼焊。此外,也可以将碳钢和不锈钢带卷拼焊在一起用于特殊用途。
    用户加工
    对用户而言,蒂森·克虏伯公司生产的拼焊板可用于冲压件生产。在冲压件生产中,拼焊板喂入冲压机中。目的是生产出具有不同厚度或等级冲压件,并与最初的目标相符合。冲压件既可以用拼焊带卷直接冲压生产,也可以首先剪切成一段,再以一定压力进行深冲。
    客户对拼焊板进行加工的优点是:为了便于较轻结构的使用,不同厚度带钢可以有选择拼焊;不必增加额外的工艺步骤(如不需要带有加强筋的薄板);在不同位置采用不同涂层或等级的薄板可以改善耐蚀性能。
    拼焊板主要应用领域是:开关盒、家具等冲压件用;汽车座位滑轨和座位靠背;排气系统;汽车车轮轮毂。
    过去采用的质量保证手段也可以用于蒂森·克虏伯拼焊板生产(等离子探测器、焊缝几何形状探测仪和孔洞检测仪等)。此外,原型系统既可以用于感应探测仪,也可用于超声波探测仪。目前,该公司仍在进一步开发探测设备。
    展望
    拼焊板在汽车上应用成功的范例,向人们展示了半加工的薄钢板在降低汽车重量和生产成本等方面可以给汽车制造厂带来额外价值或者利润。拼焊板在汽车制造中的成功应用已经通过每年在欧洲汽车业使用总计上百万吨而得到充分证明。蒂森·克虏伯拼焊板技术的发展,为不同厚度和等级薄板的使用开创了新的应用领域。
    为了满足用户未来的需求,拼焊板发展将主要集中在下列几个方面:提高工艺稳定性;增加带卷重量;与新材料焊接使用;开发同时有两条激光焊缝的拼焊板。
    关于和其它材料的焊接,开发工作主要集中在使用高强薄板,但实验计划也包括不锈钢。通过添加与工艺参数相关的额外机械部件以及分析探测的信号,可以提高工艺稳定性。另一个未来发展目标是建设一套系统,使之可以利用两套激光焊接装置将各种厚度、等级的3个带卷拼焊成单一的带卷。