CN114029706B - 一种提高真空叠轧生产高强度特厚钢板复合合格率的方法 - Google Patents
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Abstract
一种提高真空叠轧生产高强度特厚钢板复合合格率的方法，涉及真空叠轧钢板技术领域，解决了真空叠轧生产过程中钢板轧制开裂的问题，包括以下步骤：将其中一块连铸板坯进行机加工，采用钻孔的方式将该连铸板坯加工好塞焊孔；将两块连铸板坯组合好，带有塞焊孔的连铸板坯设置在上面，水平放置；塞焊，火焰预热塞焊孔周边，预热后立刻焊接；电子束焊接，塞焊完成后立刻将连铸板坯装入真空室，按照复合制坯焊接工艺预热、焊接和焊后热处理；通过局部塞焊的方法有效地提高了复合坯整体复合强度，保证了复合坯的两个复合面之间的真空度，提高了高强度特厚钢板复合合格率。
Description
技术领域
本发明属于真空叠轧钢板技术领域，具体地说是一种提高真空叠轧生产高强度特厚钢板复合合格率的方法。
背景技术
真空叠轧技术一种高效增材技术，具有绿色环保的特点，其利用两块或者两块以上的同尺寸连铸板坯采用真空电子束焊接在一起，增加坯料厚度满足压缩比要求，通过后续的加热轧制过程形成微观冶金结合，从而增加坯料厚度进而增加钢板厚度的方法。
真空叠轧技术在低合金领域获得广泛应用，但是对于高强钢应用极为困难，高强钢特厚钢板多采用调质工艺生产，化学成分上添加大量的Cr、Ni、Mo、Cu、Nb、V、B等元素，由于合金含量高、碳当量高真空电子束焊接困难，同时在轧制阶段，由于变形抗力大，焊缝容易开裂，破坏了两板坯接触面的真空条件，导致整板复合失败或者局部探伤不合格。许多研究采用了真空电子束预热焊接+焊后热处理的方法，解决了焊接开裂的问题，但是由于合金含量高，焊缝强度小于板长方向的轧制力，仍然存在轧制开裂的问题。
发明内容
为解决现今的高强度特厚钢板真空叠轧轧制开裂的问题，本发明提供一种提高真空叠轧生产高强度特厚钢板复合合格率的方法，按照板坯尺寸和位置增加气体保护焊塞焊工序，在复合制坯真空电子束焊缝外增加复合制坯连接焊缝的数量，来保证真空叠轧时两个复合板坯之间的结合强度，使复合强度大于轧制纵向分力，保证真空电子束焊缝轧制过程不开裂，从而保证了两块复合板坯之间的真空度，提高真空叠轧生产高强度特厚钢板的复合合格率。
本发明是通过下述技术方案来实现的：一种提高真空叠轧生产高强度特厚钢板复合合格率的方法，包括以下步骤：
1)将待真空电子束焊接的两块相同尺寸连铸板坯铣掉氧化铁皮，暴露出新鲜金属表面；
2)将其中一块连铸板坯进行机加工，采用钻孔的方式将该板坯加工好塞焊孔；
3)如附图1所示，将两块连铸板坯组合好，带有塞焊孔的板坯设置在上面，水平放置；
4)塞焊，火焰预热塞焊孔周边，预热温度设置为120℃-200℃，预热后立刻焊接；
5)电子束焊接，塞焊完成后立刻将连铸板坯装入真空室，按照复合制坯焊接工艺预热、焊接和焊后热处理；
6)轧制及探伤：按照现有技术的真空叠轧工艺实施轧制和探伤检查。
本发明的进一步改进还有，如附图2所示，步骤2)加工的塞焊孔设置在连铸板坯的四边，连铸板坯的每边设置3个塞焊孔，所述的塞焊孔距离边部100mm，塞焊孔的宽度设置为80mm，塞焊孔的长度设置为所处连铸板坯对应边长的10％。
进一步地，步骤4)焊接采用熔化极气体保护焊，焊接电流设置为260A-300A、焊接电压设置为26V-29V、焊接速度设置为28cm-47cm/min。
进一步地，步骤4)焊丝的屈服强度与连铸板坯的屈服强度相同。
进一步地，步骤4)焊接顺序按照连铸板坯的对角顺序依次焊接，焊接更加牢固，减小内应力。
进一步地，连铸板坯的厚度适用范围设置为200mm-300mm。
进一步地，连铸板坯的熔炼化学成分适用范围满足以下要求：碳当量Ceq＝C+Mn/6+(Cr+Mo+V)/5+(Cu/+Ni)/15≤0.60％。
从以上技术方案可以看出，本发明的有益效果是：通过局部塞焊的方法有效地提高了复合坯整体复合强度，保证了复合坯的两个复合面之间的真空度，提高了高强度特厚钢板复合合格率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为高强钢真空叠轧复合坯的结构示意图。
图2为连铸板坯的塞焊孔的加工结构示意图。
附图中：1、连铸板坯Ⅰ，2、连铸板坯Ⅱ，3、塞焊孔，4、电子束焊缝。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本具体实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本专利中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利保护的范围。
实施例1
连铸板坯厚度为250mm，尺寸为250*2200*2800mm，牌号为Q550D钢板，连铸板坯熔炼化学成分为：C：0.16％，Si：0.28％，Mn：1.41％，P：0.012％，S：0.002％，Als：0.027％，Nb+V+Ti：0.052％，Cr+Mo+Ni：0.91％，B：0.0018％，碳当量Ceq：0.55％，轧制钢板目标尺寸：90*2500*L mm钢板。
1)首先将待真空电子束焊接的两块同尺寸连铸板坯铣掉氧化铁皮，暴露出新鲜金属表面；
2)将其中一块连铸板坯进行机加工，采用钻孔的方式按照附图2位置分布将该板坯加工好塞焊孔，每个塞焊缝的宽度为80mm，纵边塞焊缝的长度为280mm；横边塞焊缝的长度为220mm；
3)如附图1所示，两块连铸板坯组合好，带有塞焊孔的连铸板坯放在上面，水平放置；
4)火焰预热塞焊孔周边100mm范围，预热温度145℃，预热后立刻焊接，焊接材料选择φ1.2mm SLD70等强焊丝，如附图2，塞焊孔的焊接顺序为①、⑥、③、④、⑧、②、⑤、⑨、⑩、⑦、/>焊接电流285±10A，焊接电压28±1V、焊接速度32±3cm/min；
5)塞焊完成后立刻装入真空室，按照复合制坯高强钢真空电子束焊接工艺预热、焊接、焊后热处理；按照正常真空叠轧工艺轧制。
热处理后按照GB/T2970一级探伤合格率达到100％，对不同位置进行Z向拉伸试验，试验结果如表1所示。
表1：实施例1钢板Z拉伸性能检测结果
实施例2
连铸板坯厚度为300mm，尺寸为300*2200*3000mm，牌号为Q690D钢板，连铸板坯熔炼化学成分为：C：0.15％，Si：0.32％，Mn：1.45％，P：0.009％，S：0.001％，Als：0.034％，Nb+V+Ti：0.065％，Cr+Mo+Ni：1.21％，B：0.0022％，碳当量Ceq：0.59％，轧制钢板目标尺寸：100*2500*L mm钢板。
1)首先将待真空电子束焊接的两支同尺寸连铸板坯铣掉氧化铁皮，暴露出新鲜金属表面；
2)将其中一块连铸板坯进行机加工，采用钻孔的方式按照附图2位置分布将该板坯加工好塞焊孔，每个塞焊缝的宽度为80mm，纵边塞焊缝的长度为300mm；横边塞焊缝的长度为220mm；
3)如附图1所示，两块连铸板坯组合好，带有塞焊孔的连铸板坯放在上面，水平放置；
4)火焰预热塞焊孔周边100mm范围，预热温度172℃，预热后立刻焊接，焊接材料选择φ1.2mm SLD80等强焊丝，如附图2，塞孔的焊接顺序为①、⑥、③、④、⑧、②、⑤、⑨、⑩、⑦、/>焊接电流290±10A，焊接电压28±1V、焊接速度34±3cm/min；
5)塞焊完成后立刻装入真空室，按照复合制坯高强钢真空电子束焊接工艺预热、焊接、后热处理；按照正常真空叠轧工艺轧制。
热处理后按照GB/T2970一级探伤合格率达到100％，对不同位置进行Z向拉伸试验，试验结果如表2所示。
表2：实施例2钢板Z拉伸性能检测结果
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同、相似部分互相参见即可。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“上”、“下”、“外侧”“内侧”等如果存在是用于区别位置上的相对关系，而不必给予定性。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种提高真空叠轧生产高强度特厚钢板复合合格率的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）将待真空电子束焊接的两块相同尺寸连铸板坯铣掉氧化铁皮，暴露出新鲜金属表面；
2）将其中一块连铸板坯进行机加工，采用钻孔的方式将该连铸板坯加工好塞焊孔；
3）将两块连铸板坯组合好，带有塞焊孔的连铸板坯设置在上面，水平放置；
4）塞焊，火焰预热塞焊孔周边，预热后立刻焊接；
5）电子束焊接，塞焊完成后立刻将连铸板坯装入真空室，按照复合制坯焊接工艺预热、焊接和焊后热处理；
6）轧制及探伤：按照现有技术的真空叠轧工艺实施轧制和探伤检查；
步骤2）加工的塞焊孔设置在连铸板坯的四边，连铸板坯的每边设置3个塞焊孔，所述的塞焊孔距离边部100mm；
塞焊孔的宽度设置为80mm，塞焊孔的长度设置为所处连铸板坯对应边长的10%。
2.根据权利要求1所述的提高真空叠轧生产高强度特厚钢板复合合格率的方法，其特征在于步骤4）焊接采用熔化极气体保护焊，焊接电流设置为260A-300A、焊接电压设置为26V-29V、焊接速度设置为28cm-47cm/min。
3.根据权利要求1所述的提高真空叠轧生产高强度特厚钢板复合合格率的方法，其特征在于步骤4）焊丝的屈服强度与连铸板坯的屈服强度相同。
4.根据权利要求1所述的提高真空叠轧生产高强度特厚钢板复合合格率的方法，其特征在于步骤4）焊接顺序按照连铸板坯的对角顺序依次焊接。
5.根据权利要求1所述的提高真空叠轧生产高强度特厚钢板复合合格率的方法，其特征在于步骤4）预热温度设置为120℃-200℃。
6.根据权利要求1所述的提高真空叠轧生产高强度特厚钢板复合合格率的方法，其特征在于连铸板坯的厚度适用范围设置为200mm-300mm。
7.根据权利要求1所述的提高真空叠轧生产高强度特厚钢板复合合格率的方法，其特征在于连铸板坯的熔炼化学成分适用范围满足以下要求：碳当量Ceq=C+Mn/6+（Cr+Mo+V）/5+（Cu/+Ni）/15≤0.60%。
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