CN110539134B - 一种高磁性钢复合坯生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种高磁性钢复合坯生产工艺，复合坯中至少有1块板坯是高磁性钢，所述高磁性钢的磁性≥30Gs；具体工艺过程包括：1)将待复合板坯的复合面以及侧面进行铣磨、抛光；2)待复合板坯进真空室，组坯；3)真空室抽真空；4)对复合板坯进行真空电子束点焊操作，确定复合焊缝各区域的磁偏吹偏移量；将每条焊缝按其长度及磁偏吹强弱分为5个区域；5)点焊；6)连续焊；7)缓冷；8)复合板坯入加热炉进行加热；9)依照复合板坯的压缩比进行多道次控冷控轧，轧制后分板并进行回火处理。本发明实现了高磁性钢与其它钢板复合板坯的真空电子束焊接，并且避免了电子束焊接过程的磁吹偏。

Description

一种高磁性钢复合坯生产工艺

技术领域

本发明涉及金属复合板生产技术领域，尤其涉及一种高磁性钢复合坯生产工艺。

背景技术

高磁性钢在焊接时会出现磁偏吹现象，影响焊接的正常进行，在高磁性钢与其它钢板复合时，也会受到磁偏吹现象的困扰；而高碳当量钢由于在焊接热影响区内形成的马氏体组织性能硬而脆，导致接头的塑性和韧性大大下降，因此中、高碳当量钢的焊接性相当差，在焊接时容易出现热裂纹和冷裂纹。当高磁性钢和高碳当量钢进行复合时，生产难度很大。

目前，国内外采用结构钢焊条焊接时，焊前必须预热，预热温度控制在250℃～350℃。多层多道焊时，第一道焊采用小直径焊条，小电流焊接。一般采用半立焊或使用焊条横向摆动，以使整个母材热影响区都在短时间内受热，从而获得良好的预热和保温效果。焊后立即将工件放入加热炉中，在650℃左右进行保温，以消除应力退火。

国外一些国家例如乌克兰发明了不需要预热的防裂纹焊接技术，在用小的焊接热输入的同时，采用奥氏体焊接材料，可以实现不预热、不后热。但奥氏体焊接材料价格昂贵，不适合大规模的焊接作业。

发明内容

本发明提供了一种高磁性钢复合坯生产工艺，实现了高磁性钢与其它钢板复合板坯的真空电子束焊接，并且避免了电子束焊接过程的磁吹偏。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种高磁性钢复合坯生产工艺，复合坯中至少有1块板坯是高磁性钢，所述高磁性钢的磁性≥30Gs；具体工艺过程包括如下步骤：

1)将待复合板坯的复合面以及侧面依照标准进行铣磨、抛光；铣磨后高磁性钢板坯比与其复合的板坯厚1～4mm，两者的长向尺寸偏差、宽向尺寸偏差均不大于1mm；

2)铣磨好的待复合板坯立即进真空室，清理复合面，使其全部为金属面，组坯；

3)真空室抽真空至气压≤3×10^-4torr；

4)对复合板坯进行真空电子束点焊操作，确定复合焊缝各区域的磁偏吹偏移量；将每条焊缝按其长度及磁偏吹强弱分为：起始端50mm区、边部1/3区、中间1/3区、边部1/3区、末端50mm区，共5个区域；

5)点焊；采用程序控制，在点焊过程中测试出磁场方向，利用“十字靶心”操作法控制电子束焊枪的焊接轨迹；具体是：先以线性点焊方式在上述5个区域内各点焊一次，点焊长度30～100mm，焊接电流120～180mA；点焊后实际焊缝轨迹与复合板坯复合接缝的偏差即为各区域磁偏吹的偏移量；根据各区域磁偏吹偏移量的大小进行点焊程序修正；在点焊程序修正过程中，对应各区域按确定的偏移量进行焊缝修正，待程序修正后即可执行正常的点焊焊接操作；按此方法将复合板坯四周焊缝均进行点焊处理；点焊时的焊接电流为120～180mA；

6)连续焊；同样采用程序控制，利用“十字靶心”操作法控制电子束焊枪的焊接轨迹；连续焊的焊接电流为350～450mA；用与连续焊接电流相同的线性焊接方式在各区域内焊接一次以确定其偏移量；由确定的偏移量来补偿实际焊缝轨迹的偏移，程序修正后即可执行正常的连续焊接操作；

7)缓冷；连续焊后，将复合板坯放置于真空室中，缓冷4小时以上，焊接后的2小时内保持和焊接时相同的真空度，然后采用自然破空的方法破空；

8)焊接完成后，在复合板坯表面涂敷防氧化保护涂料，然后入加热炉进行加热；

9)依照复合板坯的压缩比进行多道次控冷控轧，轧制2个小时后进行分板，然后进行回火处理。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明实现了高磁性钢与其它钢板复合板坯的真空电子束焊接，并且避免了电子束焊接过程的磁吹偏。

具体实施方式

本发明所述一种高磁性钢复合坯生产工艺，复合坯中至少有1块板坯是高磁性钢，所述高磁性钢的磁性≥30Gs；具体工艺过程包括如下步骤：

1)将待复合板坯的复合面以及侧面依照标准进行铣磨、抛光；铣磨后高磁性钢板坯比与其复合的板坯厚1～4mm，两者的长向尺寸偏差、宽向尺寸偏差均不大于1mm；

2)铣磨好的待复合板坯立即进真空室，清理复合面，使其全部为金属面，组坯；

3)真空室抽真空至气压≤3×10^-4torr；

4)对复合板坯进行真空电子束点焊操作，确定复合焊缝各区域的磁偏吹偏移量；将每条焊缝按其长度及磁偏吹强弱分为：起始端50mm区、边部1/3区、中间1/3区、边部1/3区、末端50mm区，共5个区域；

5)点焊；采用程序控制，在点焊过程中测试出磁场方向，利用“十字靶心”操作法控制电子束焊枪的焊接轨迹；具体是：先以线性点焊方式在上述5个区域内各点焊一次，点焊长度30～100mm，焊接电流120～180mA；点焊后实际焊缝轨迹与复合板坯复合接缝的偏差即为各区域磁偏吹的偏移量；根据各区域磁偏吹偏移量的大小进行点焊，焊接电流120～180mA；在点焊程序修正过程中，对应各区域按确定的偏移量进行点焊程序修正；在点焊程序修正过程中，对应各区域按确定的偏移量进行焊缝修正，待程序修正后即可执行正常的点焊焊接操作；按此方法将复合板坯四周焊缝均进行点焊处理；点焊时的焊接电流为120～180mA；

6)连续焊；同样采用程序控制，利用“十字靶心”操作法控制电子束焊枪的焊接轨迹；连续焊的焊接电流为350～450mA；用与连续焊接电流相同的线性焊接方式在各区域内焊接一次以确定其偏移量；由确定的偏移量来补偿实际焊缝轨迹的偏移，程序修正后即可执行正常的连续焊接操作；

7)缓冷；连续焊后，将复合板坯放置于真空室中，缓冷4小时以上，焊接后的2小时内保持和焊接时相同的真空度，然后采用自然破空的方法破空；

8)焊接完成后，在复合板坯表面涂敷防氧化保护涂料，然后入加热炉进行加热；

9)依照复合板坯的压缩比进行多道次控冷控轧，轧制2个小时后进行分板，然后进行回火处理。

以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。

【实施例】

本实施例中，所述高磁性钢的磁性为36Gs，与其复合的板坯是碳当量为0.6％的高碳当量钢板。

针对高合金钢板磁性大造成电子束焊接过程磁偏吹的问题，实施全程无磁化操作，严格控制开坯温度、吊运过程不使用磁盘吊，有效避免了电子束焊接过程的磁吹偏。

具体工艺过程包括如下步骤：

1)将待复合板坯的复合面以及侧面均依照标准进行铣磨、抛光；严格控制板坯的铣磨尺寸，铣磨后上部的高碳当量钢板坯比下部的高磁性钢板坯厚2mm，两者的长向尺寸偏差、宽向尺寸偏差均不大于1mm。

2)铣磨后的复合板坯及时运进真空室，防止待复合层生锈、吸潮。清理油污、锈污等一切杂物，保证复合面全部为金属面，组坯。

3)真空室抽真空，至气压≤3×10^-4torr。

4)抽真空期间进行焊接程序编程，在点焊时测试出磁场方向，利用“十字靶心”操作法控制电子束焊枪焊接轨迹。首先，对组合后的复合板坯进行真空电子束点焊操作，通过点焊操作来确定复合焊缝各区域的磁偏吹偏移量。因为铸坯各处的磁场强度存在差异，铸坯长向和宽向上的磁偏吹基本规律为焊缝长度方向中间1/3区域的磁偏吹偏移量最大，而距焊缝两端部50mm的两端部区偏移量最小。因此，将每条焊缝按其长度及磁偏吹强弱分为起始端50mm区、边部1/3区、中间1/3区、边部1/3区、末端50mm区共5个区域。

5)点焊；首先，通过线性点焊小程序(焊接长度50mm，焊接电流150mA)在上述5区域内各点焊一次，点焊后实际焊缝轨迹与板坯复合接缝的偏差即为各区域磁偏吹的偏移量。根据各区域偏移量大小，重新执行正常的点焊程序(焊接电流150mA)，在点焊程序修正过程中，对应各区域按确定的偏移量进行焊缝修正，待程序修正后即可执行点焊焊接操作。依此方法将所有四周焊缝均进行点焊处理。

6)连续焊；由于连续焊接电流较点焊电流大，所以由点焊过程确定的磁偏吹偏移量均小于连续焊接过程磁偏吹导致的偏移量。因此连续焊和点焊程序一样采用“十字靶心”操作法控制电子束焊枪焊接轨迹。先用与连续焊接电流相同的小线性程序在各区域内焊接一次以确定其偏移量。由确定的偏移量大小来补偿实际焊缝轨迹的偏移，程序修正后即可执行连续焊接操作。

在上述焊接过程中做好监控，发现焊接位置未按设定轨迹进行，马上进行人为干预。

7)缓冷：连续焊接后，为防止复合板坯移出真空室后由于急冷导致的二次微裂纹，将复合坯放置于真空室中4小时，以起到缓冷作用，其中焊接后的两小时内保持和焊接时相同的真空度，然后采用自然破空的方法破空。

8)焊接完成后，在复合板坯表面涂敷防氧化保护涂料进行保护，送入加热炉进行加热；

9)依照复合板坯的压缩比进行多道次控冷控轧，轧制2个小时后进行分板。然后进行回火等后续处理。

本发明实现了高磁性钢与其它钢板复合板坯的真空电子束无缺陷焊接，轧制后成品各项性能满足用户使用要求，为国家重点工程提供了技术支持。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种高磁性钢复合坯生产工艺，其特征在于，复合坯中至少有1块板坯是高磁性钢，所述高磁性钢的磁性≥30Gs；具体工艺过程包括如下步骤：

1)将待复合板坯的复合面以及侧面依照标准进行铣磨、抛光；铣磨、抛光后高磁性钢板坯比与其复合的板坯厚1～4mm，两者的长向尺寸偏差、宽向尺寸偏差均不大于1mm；

2)铣磨、抛光好的待复合板坯立即进真空室，清理复合面，使其全部为金属面，组坯；

3)真空室抽真空至气压≤3×10^-4torr；

4)对复合板坯进行真空电子束点焊操作，确定复合焊缝各区域的磁偏吹偏移量；将每条焊缝按其长度及磁偏吹强弱分为：起始端50mm区、边部1/3区、中间1/3区、边部1/3区、末端50mm区，共5个区域；

5)点焊；采用程序控制，在点焊过程中测试出磁场方向，利用十字靶心操作法控制电子束焊枪的焊接轨迹；具体是：先以线性点焊方式在上述5个区域内各点焊一次，点焊长度30～100mm，焊接电流120～180mA；点焊后实际焊缝轨迹与复合板坯复合接缝的偏差即为各区域磁偏吹的偏移量；根据各区域磁偏吹偏移量的大小进行点焊程序修正；在点焊程序修正过程中，对应各区域按确定的偏移量进行焊缝修正，待程序修正后即可执行正常的点焊焊接操作；按此方法将复合板坯四周焊缝均进行点焊处理；点焊时的焊接电流为120～180mA；

6)连续焊；同样采用程序控制，利用十字靶心操作法控制电子束焊枪的焊接轨迹；连续焊的焊接电流为350～450mA；用与连续焊接电流相同的线性焊接方式在各区域内焊接一次以确定其偏移量；由确定的偏移量来补偿实际焊缝轨迹的偏移，程序修正后即可执行正常的连续焊接操作；

7)缓冷；连续焊后，将复合板坯放置于真空室中，缓冷4小时以上，焊接后的2小时内保持和焊接时相同的真空度，然后采用自然破空的方法破空；

8)焊接完成后，在复合板坯表面涂敷防氧化保护涂料，然后入加热炉进行加热；

9)依照复合板坯的压缩比进行多道次控冷控轧，轧制2个小时后进行分板，然后进行回火处理。