1 西门子激光焊机在钢铁行业的应用概况
在钢铁行业的酸洗线、连轧机及加工线上所应用的焊接技术领域中有许多针对高质量焊缝成形的研究，要求焊缝不超过一定厚度且可延长焊机组件的寿命，同时对于高强度钢的焊接也趋于广泛使用激光技术。
2000年左右，为了制造焊接性能最佳的激光焊机，西门子对其展开了广泛的研究，最终成功研发出适用于镀锌、退火及精整线的轻型激光焊机和适用于酸洗线及连轧机的重型激光焊接机，同时使用CO2激光源的第一台焊接机在2004年也实现了安装。
但随着钢铁行业的不断发展，最近几年对加工线和Siroll焊机产品的要求发生了重大改变，主要因为：
◆新钢种的出现；
◆带钢的品种结构发生变化；
◆具有良好焊接质量标准的高性能（焊缝的稳健性，厚度合适等）和自动焊接质量控制。
因此，为了满足当前和未来钢铁行业的需求，必须在综合上述所有情况下来开发Siroll焊机的性能。
目前，西门子已经开发了两种激光焊接机类型：一种适用于镀锌线和检测线的专用轻型（LW21L），另一种为适用于酸洗线和冷连轧机组的重型（LW21H）。
2钢铁生产对焊机性能的新要求
最近几年，钢种发生了极大地变化，其演变的趋势集中于屈服强度和伸长率，因此新钢种的特点主要体现为高屈服强度和高伸长率。
双相钢（DP）和相变诱导塑性钢（TRIP）的生产线可加工抗拉强度高达1000/1400MPa的钢种，预计未来所能达到的加工能力为2000MPa。另外，新钢种主要体现在总产量的增加部分。
（1）焊接厚度范围变化
焊机功能的改进主要体现在可焊接厚度更薄的钢铁产品。目前要求焊机可焊接的厚度范围是：在酸洗线和冷连轧机组上小于1.00mm；在镀锌、连续退火和精整线上小于0.20/0.25mm。
（2）焊机整体性能提高
随着市场对钢铁产品的要求提高，钢材产品生产中对焊机的性能要求也随之提高。本文提到的焊机的有效性、焊接质量、焊缝厚度和周期达到了前所未有的水平。此外，自动焊接质量控制系统不仅可以根据客户的命令避免任何的人工干预，也可根据客户的需求对焊接质量进行明确的判定。
3 SIROLL焊机的发展变化
西门子针对焊机领域而进行开发项目已有十年之久，该公司在早期阶段致力于开发一种 “闪光对接”焊机（用于酸洗入口部分和全连续轧机等）以及一种 “搭接”焊机（用于镀锌线入口、连续退火和检测线等），继而在2000年又开始进行激光焊接工艺的开发。
第一代激光焊机的开发集中在适用于镀锌线和检测线的轻型激光焊接机（LW21L），而在2004年才开始研发厚度范围为1.00-7.00mm的重型激光焊接机（LW21H）。西门子致力于成为技术领域的先驱者，再加上其不断努力研究，它在焊接技术方面的进步又上升了一个新台阶。主要体现在其激光焊机上的轴对称实体激光源集成，这种激光源将逐渐取代CO2谐振器，而且这种轴对称实体技术已被应用到汽车、激光拼焊板等其他行业，因此这种技术具有不同于CO2解决方案的显著优势。同时也可以通过光纤把光束从激光源传输到加工头部（切割和焊接），而不是利用反射作用。
4轴对称实体焊接技术的优势
这种新技术为钢铁生产商的生产带来了很多效益，比如提高效率，降低消耗，提高切割和焊接速度和易于维护（焊机上不需安装镜像物）等。
（1）简单的光束传输路径
这种技术利用光纤把光束从激光源传输到加工头部（切割和焊接），因此客户不必在机器上安装镜像物或光束转换器。通过这种光束传输系统，可简化焊机的调整工艺，也减少了维护操作，甚至不需对光束路径进行维护。利用有效的纤维长度，可实现激光源与焊接机分开安装，因此激光源可安装在一个专门的空间或房间。此外，对于生产线来说空间往往是一个很重要的问题，而焊机可通过不安装激光源减少其所需空间，主要是可减少电动机侧的空间，因此可避免改动生产线，可见这点也是改进焊机的一个关键原因。
（2）效率高
因为焊机具有高效率性，可减少电力消耗及其他冷却装置的尺寸。在相同的激光功率下，电源安装冷却装置的激光源可使电力消耗降低50%，而且值得一提的是与CO2激光源相比，轴对称实体激光源可以大大降低维护要求。
（3）更高的切割和焊接性能
由于光束的质量提高，在安装相同激光功率的情况下，切割和焊接速度将按照不同厚度依次提高10%-50%。激光切割（非接触加工）不仅可消除刀具磨损，也可避免因焊接操作产生的带钢变形，进而实现完美的带钢制备。焊接效果如图1所示，切割和焊接操作如图2所示。
5 焊接效果
通过对不同品种和规格的产品进行焊接，其焊接质量已通过验证，如：
◆碳钢（从CQ、DQ钢到TRIP、DP等高强度钢）；
◆硅钢（取向和无取向晶粒达到3.5%的硅含量）；
◆不锈钢。
根据钢种不同，必须验证采用何种退火工艺（焊机可进行预退火和焊后退火）。焊接条件基于用CCD相机得到的焊接质量控制（如图3所示）和验证切割、焊接参数（拉伸试验）的破坏性试验。 （刘晓烨）
信息来源：《世界金属导报》
