CN102581554A - 热轧钎焊法生产金属复合板卷的方法 - Google Patents

Abstract

一种热轧钎焊法生产金属复合板卷的方法属于金属复合板焊接技术领域。利用热轧生产工艺中，热轧开坯温度和热轧第一道次轧制练高压下时，辊缝中板坯中心的温升，在初轧第一道次将其通过高温高压，使放置在两层欲复合板坯夹层中的带状钎料熔化，并将两块金属板焊接在一起。优点在于，解决了爆炸法对材料的损害和产量低的问题，与热轧法比较，有更高的结合强度，满足更高要求的使用条件，适用范围更广泛。

Description

热轧钎焊法生产金属复合板卷的方法

技术领域

本发明属于金属复合板焊接技术领域，特别是提供了一种热轧钎焊法生产金属复合板卷的方法。

背景技术

目前国际上生产不锈钢复合板的方法大致为：

爆炸法：将不锈钢板与碳素钢板单面清理干净后，叠在一起置于山区及偏远地区，在上面铺一层炸药引爆，将不锈钢与炭钢利用爆炸力牢牢炸合在一起。炸合后的不锈钢复合板其板型成荷叶状可矫平，而不锈钢与炭钢的结合面呈0.5-0.6mm的凹凸状，对不锈钢是一个伤害，又由于它的操作水平多半是人工的，产量一直不大。

热轧法：将两张不锈钢与两张低碳钢板表面清理干净后，按照炭钢、不锈钢、粉状防粘剂、不锈钢、炭钢的顺序叠装成一体后，周边打坡口并焊死焊实后，将三个缝隙内的空气抽走，并密封后，送到热轧厂或热连轧厂通过均热炉加热至1180-1200℃，出炉进初轧机大压下轧制成复合板。经剪边分层、抛光、检验交货。

热轧法生产的复合板其实还是一种锻打焊的方法，不锈钢与炭钢的冶金结合深度很浅，其结合强度有限制，大工业应用应谨慎。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热轧钎焊法生产金属复合板卷的方法，解决了1、爆炸法对材料的损害和产量低的问题，2、与热轧法比较，有更高的结合强度，满足更高要求的使用条件，适用范围更广泛。

本发明是利用热轧生产工艺中，热轧开坯温度和热轧第一道次轧制练高压下时，辊缝中板坯中心的温升，在初轧第一道次将其通过高温高压，使放置在两层欲复合板坯夹层中的带状钎料(厚度0.03～0.05mm)熔化，并将两块金属板焊接在一起。工艺步骤及控制的技术参数如下：

1、碳钢备料(见图1)：两块碳钢其尺寸范围：厚度50～90mm，宽度1400～1600mm，长度4500～9000mm。材质各种碳素钢、合金钢、高强度结构钢等。

将碳钢用大型龙门磨床加工成镜面状态；

在单面四边用割炬切割坡口，坡口大小为钢板厚度50％，成45°角，随碳钢厚度变化；

2、叠装组坯(见图2、3)：

叠装顺序见图2

第一碳钢板1坡口面向上置于平台上；

满铺一层0.03～0.05mm厚的箔状复合钎料3；

不锈钢板4单面镜面抛光，抛光面向下，放置于复合钎料上方(其材质可以是各种牌号的不锈钢，尺寸略小于碳钢坡口顶面)；

将高温防粘剂(氧化镁75％、氧化钛10％、氧化锆15％，均为重量百分数，颗粒度为400目干粉状，均匀混合后用水调成糊状使用)，用喷涂或刷涂的方法，涂覆在不锈钢板表面(涂层厚度为0.5～1.5mm)，然后用热风吹干。形成防粘层5；

放置不锈钢板6，抛光面向上；

放置复合钎料7满铺一层0.03～0.05mm厚的箔状复合钎料3；

放置第二碳钢板2，坡口向下；

完成叠装，形成复合板坯，(见图3)。

3、压力焊接(见图4、5)：压力焊接平台：外形尺寸2.2m×10m×4m，工件最大尺寸范围内，总压力3000吨多点下压油压机，四组埋弧焊机

将复合板坯压实，埋弧焊机组沿碳钢坡口四边进行焊接(见图4)

焊接过程中要预留抽真空管道(见图5)放置管道8后，将顶层与底层的碳钢焊接为一整体，封闭中间层。

检漏

4、加热、加压、抽真空(见图6)：机组尺寸3.6～4.2m×9～12m×4～4.6m，主要设备有高温加热炉、工件最大尺寸范围内，总压力4000吨多点下压油压机、真空抽气机

压力机给复合板坯加压3000～4000吨；

加热温度至300～400℃；

机械真空泵工作，抽真空9，将复合板坯内部层隙间的水、气、杂质抽出，真空度达到0.1～0.5Pa，密闭抽真空管道，保证复合板坯内部真空；

上述三个步骤同时进行。

5、均热炉加热(见图7)：将抽真空后的复合板坯送入均热炉，加热温度随复合板材质不同而调整，范围1150～1220℃；

6、热轧(见图8)：加热后的复合板坯送至热轧机，轧机施以22％以上的压缩率经第一道轧制后，其它轧制道次按常规轧制，成品尺寸2～90mm；

7、冷却下线将四边切除，即可得到两张复合板。

本发明是将两块碳钢(与复合钎料接触面四边打坡口)与两块不锈钢表面清理干净后，按碳钢、复合钎料、不锈钢、粉状防粘剂、不锈钢、复合钎料、碳钢的顺序叠放。使用压力焊接平台，先将多层各种材料压平贴合后，埋弧焊机组沿碳钢坡口四边进行焊接(预留抽真空管道)，将顶层与底层的碳钢焊接为一整体，封闭中间层。再经过真空检验后，送入加热、加压、抽真空机组，以将板坯内部层隙间的水、气、杂质抽出，完成后密闭抽真空管道。成为复合板坯。该复合板坯送入热轧厂或热连轧厂的初轧机均热炉中加热，出炉温度1150～1200℃，经初轧机第一道20％以上压缩率轧制时，由于变形热，板坯的温度可达到1250℃左右，将内部的复合钎料熔化，使不锈钢与碳钢牢固的焊接在一起，成为不锈钢复合板。

本发明的优点在于：

1、排除了其它方法的一些弊端，例如爆炸法对不锈钢的伤害，以及产量低。再例如热轧法冶金结合深度浅，结合强度有限等。其焊接深度是热轧法的五倍以上，成品板的剪切强度大于260Mpa，远高于国家标准的A级品要求220Mpa的结合强度。

2、钎料布展均匀，保证焊接面完整，强度高，产品质量好。

附图说明

图1为碳钢板示意图。

图2为叠装组坯示意图，其中碳钢板1、2，钎料3，第一不锈钢板4，防粘层5，第二不锈钢6，钎料7。

图3为复合板坯示意图。

图4为压力焊接示意图。

图5为预留抽真空管道示意图。其中，管道8

图6为加热加压抽真空示意图。其中，抽真空9

图7为均热炉加热示意图。

图8为热轧示意图。

具体实施方式

实例1：生产时间2011年3月，生产不锈钢复合板品种304+Q235，板坯尺寸为147×1500×2100mm，钎料尺寸为0.035×(380×4)×2100mm；压力焊接平台3000吨压力焊接；加热350℃，压力3000吨，抽真空0.2Pa；均热炉出炉温度1180℃；轧机第一道压下率22％。最后成品尺寸为8×2300×18000mm。

实例2：生产时间2011年3月，生产不锈钢复合板品种316+Q345，板坯尺寸为147×1500×2100mm，钎料尺寸为0.035×(380×4)×2100mm；压力焊接平台3500吨压力焊接；加热400℃，压力3500吨，抽真空0.1Pa；均热炉出炉温度1180℃；轧机第一道压下率22％。最后成品尺寸为10×2200×16000mm。

Claims (5)

1.一种热轧钎焊法生产金属复合板卷的方法，其特征在于，工艺步骤及控制的技术参数如下：

(1)备料：两块碳钢板的尺寸范围：厚度50～90mm，宽度1400～1600mm，长度4500～9000mm；

将碳钢用大型龙门磨床加工成镜面状态；

在单面四边用割炬切割坡口，随碳钢厚度变化；

(2)叠装组坯，形成复合板：

第一碳钢板(1)坡口面向上置于平台上；满铺一层0.03～0.05mm厚的箔状复合钎料(3)；

第一不锈钢板(4)单面镜面抛光，抛光面向下，放置于复合钎料上方；

将高温防粘剂用喷涂或刷涂的方法，涂覆在不锈钢板表面，涂层厚度为0.5～1.5mm，然后用热风吹干，形成防粘层(5)；

放置第二不锈钢板(6)，抛光面向上；

放置复合钎料(7)满铺一层0.03～0.05mm厚的箔状复合钎料(3)；

放置第二碳钢板(2)，坡口向下；

完成叠装，形成复合板坯；

(3)压力焊接：

将复合板坯压实，埋弧焊机组沿碳钢坡口四边进行焊接；

焊接过程中要预留抽真空管道，放置管道(8)后，将顶层与底层的碳钢焊接为一整体，封闭中间层；

检漏

(4)加热、抽真空：

加热温度至300～400℃；

机械真空泵抽真空(9)，将复合板坯内部层隙间的水、气、杂质抽出，真空度达到0.1～0.5Pa，密闭抽真空管道，保证复合板坯内部真空；

(5)均热炉加热：

将抽真空后的复合板坯送入均热炉，加热温度随复合板材质不同而调整，范围1150～1220℃；

(6)热轧：

加热后的复合板坯送至热轧机，轧机施以22％以上的压缩率经第一道轧制后，其它轧制道次按常规轧制，成品尺寸2～90mm；

(7)冷却下线将四边切除，得到两张复合板。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述碳钢板的材质为各种碳素钢、合金钢、高强度结构钢。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不锈钢板的材质为各种牌号的不锈钢。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述坡口大小为碳钢板厚度50％，成45。角。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温防粘剂成分重量百分数为：氧化镁75％、氧化钛10％、氧化锆15％，颗粒度为400目干粉状，均匀混合后用水调成糊状使用。

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