CN116441866A - 用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法，包括：提供基层钢板；对基层钢板进行加工，以在基层钢板的第一平面与基层钢板各侧面的交接处形成第一开放式凹槽；提供复层钢板；对复层钢板进行加工，以在复层钢板的第一平面与复层钢板各侧面的交接处形成第二开放式凹槽；将加工后的复层钢板与加工后的基层钢板拼接组装；采用包括埋弧焊的焊接工艺对拼接组装后的复层钢板和基层钢板进行焊接。本发明设计合理、工艺流畅、工步紧凑，可以满足工业化连续生产的需要；可以提供并限定埋弧焊熔融工位，增加焊接时的连接稳定性，保障后续轧制、酸洗、精整加工时焊接部位焊缝牢固及稳定。

Description

用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法。

背景技术

金属板材是常见的冶金制品，钢板是最为常见的金属板材，通常钢板以组成其的金属元素(钢种)区分，或以钢板的厚度(厚板、薄板)、宽度(宽板、窄板)、钢板的制备方式(热轧、冷轧)、钢板的形状(矩形、圆形、异形)等区分。随着当代冶金技术的发展，钢板由单一钢种向两种以上钢种组成的复合(组合)型钢板发展，复合型钢板的制备加工技术已日趋成熟。复合型钢板通常以碳素结构钢或低合金结构钢为基层，以不锈钢或高合金结构钢为复层，采用“热轧压合法(爆炸焊接)—热轧法”制成。由于复合型钢板具有表面光洁、平整，复合层结合牢固，剪切强度大、冷弯性能好，且复层耐大气、酸、碱及其他介质的腐蚀，无晶间腐蚀倾向，可满足结构与腐蚀介质接触的一面对耐蚀性的要求；基层能满足结构对刚度、焊接性的要求。因此，可节约大量不锈钢，降低结构成本，目前已广泛应用于化工、石油、制药、食品、海水淡化、核工业、矿山、国防等领域，市场应用前景广阔，尤其是高强度复合型钢板的市场缺口极大，基本上依赖进口，供应链不稳定受制于人。

目前，在复合型钢板生产中最重要的工序就是拼装焊接，就是将两种不同钢种材质的钢板分别作为基层、复层经拼装后，焊接成为一个完整稳定的整体，并能够在后续的轧制、热处理、酸洗、精整等制造工序中保证焊接部位的牢固(不开裂)，因此焊接工序的质量与产量，直接决定的复合钢板的产能与质量，是复合型板材工业化规模化生产中的关键工序之一。

目前复合型钢板的焊接工序主要包括基层与基层之间的焊接、不锈钢覆层与不锈钢覆层之间的焊接以及基层与覆层交界处过渡区的焊接等三个方面方面。其中：基层与基层之间的焊接、不锈钢覆层与不锈钢覆层之间的焊接只和基层、覆层的材料有关，可选择适合基层或不锈钢覆层材料的相关焊接方法焊接材料以及焊接工艺即可解决，多属同种材料的焊接。而基层与覆层交界处过渡区的焊接则属异种材料的焊接，也就是奥氏体不锈钢或铁素体不锈钢与珠光体钢之间的焊接，焊接难度大。由于复合型钢板的焊接要求有别于通常的连接固定所用的焊接方式，因此对焊接技术要求较为严苛，尤其是在工业化生产中的连续式焊接质量保障困难，焊接时的连接稳定性较差，不能满足复合型钢板的焊接要求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法，具有设计合理、工艺流畅、工步紧凑，可以增加焊接时的连接稳定性等优点。

为解决现有技术中的问题，第一方面，本发明提供一种用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法，包括：

提供基层钢板，所述基层钢板包括相对的第一平面和第二平面，以及位于所述基层钢板的第一平面和所述基层钢板的第二平面之间的多个侧面；

对所述基层钢板进行加工，以在所述基层钢板的第一平面与所述基层钢板各侧面的交接处形成第一开放式凹槽；

提供复层钢板，所述复层钢板包括相对的第一平面和第二平面，以及位于所述复层钢板的第一平面和所述复层钢板的第二平面之间的多个侧面；

对所述复层钢板进行加工，以在所述复层钢板的第一平面与所述复层钢板各侧面的交接处形成第二开放式凹槽；

将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装，以使所述基层钢板的第一表面与所述复层钢板的第一表面相结合，且所述基层钢板的边缘与所述复层钢板的边缘对齐；

采用包括埋弧焊的焊接工艺对拼接组装后的所述复层钢板和所述基层钢板进行焊接。

可选地，所述第一开放式凹槽和所述第二开放式凹槽均具有坡口。

可选地，对所述基层钢板进行加工还包括：在所述基层钢板的表面形成密封孔。

可选地，所述基层钢板和所述复层钢板均具有板坯号；对所述复层钢板进行加工之后，将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装之前，还包括：

对所述基层钢板的板坯号、所述复层钢板的板坯号、所述第一开放式凹槽的尺寸、所述第二开放式凹槽的尺寸、所述坡口的尺寸、所述密封孔的尺寸、所述基层钢板第一表面的清洁度、所述复层钢板第一表面的清洁度、所述基层钢板的第一表面是否存在缺陷和所述复层钢板的第一表面是否存在缺陷进行检查。

可选地，若所述基层钢板第一表面的清洁度低于预设清洁度，则将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装之前，还包括对所述基层钢板的第一表面进行清洗的步骤；

若所述复层钢板第一表面的清洁度低于预设清洁度，则将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装之前，还包括对所述复层钢板的第二表面进行清洗的步骤。

可选地，将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装之前，还包括：

于所述基层钢板的第一表面和/或所述复层钢板的第一表面涂刷化学试剂。

可选地，于所述基层钢板的第一表面和/或所述复层钢板的第一表面涂刷化学试剂之后，将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装之前，还包括：

对所述基层钢板和所述复层钢板均进行目测检查，检查所述基层钢板的第一表面、所述复层钢板的第一表面和所述密封孔内是否存在油污或杂物，对所述密封孔的孔位、所述密封孔的孔径和所述密封孔的同心度均进行检测。

可选地，若所述基层钢板第一表面存在油污或杂物，则将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装之前，还包括对所述基层钢板的第一表面进行清洗，以去除所述基层钢板的油污或杂物的步骤；

若所述复层钢板第一表面存在油污或杂物，则将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装之前，还包括对所述复层钢板的第一表面进行清洗，以去除所述复层钢板第一表面的油污或杂物的步骤；

若所述密封孔内存在油污或杂物，则将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装之前，还包括对所述密封孔进行清洗，以去除所述密封孔内的油污或杂物的步骤。

可选地，采用包括埋弧焊的焊接工艺对拼接组装后的所述复层钢板和所述基层钢板进行焊接，包括：

采用气保氩弧焊对拼接组装后的所述复层钢板和所述基层钢板进行封闭焊接；

采用埋弧焊对气保氩弧焊后的所述复层钢板和所述基层钢板进行焊接。

可选地，采用气保氩弧焊对拼接组装后的所述复层钢板和所述基层钢板进行封闭焊接之前，还包括：提供保护气体进行保护；于保护气体的保护气氛下采用气保氩弧焊对拼接组装后的所述复层钢板和所述基层钢板进行封闭焊接；

采用气保氩弧焊对拼接组装后的所述复层钢板和所述基层钢板进行封闭焊接之前，采用埋弧焊对气保氩弧焊后的所述复层钢板和所述基层钢板进行焊接之后，切换为抽真空状态；于抽真空状态下采用埋弧焊对气保氩弧焊后的所述复层钢板和所述基层钢板进行焊接。

如上所述，本发明的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法，具有以下有益效果：本发明的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法中，设计合理、工艺流畅、工步紧凑，可以满足工业化连续生产的需要；通过在基层钢板和复层钢板的结合面分别设置第一开放式凹槽和第二开放式凹槽，可以提供并限定埋弧焊熔融工位，增加焊接时的连接稳定性，保障后续轧制、酸洗、精整加工时焊接部位焊缝牢固及稳定；采用包括埋弧焊的焊接工艺进行焊接，可以利用埋弧焊电弧在焊剂层下燃烧的特点，进行基层钢板和复层钢板两种不同钢种材质的焊接作业，焊接质量稳定且生产效率高。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法的流程图。

图2a为本发明实施例二中提供的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法中步骤S10提供的基层钢板的俯视结构示意图。

图2b为沿图2a中AA方向的示意图。

图2c为沿图2a中AB方向的示意图。

图3a为本发明实施例二中提供的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法中步骤S20进行加工后的基层钢板的俯视结构示意图。

图3b为沿图3a中AA方向的示意图。

图3c为沿图3a中AB方向的示意图。

图4a为本发明实施例二中提供的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法中步骤S30提供的复层钢板的俯视结构示意图。

图4b为沿图4a中AA方向的示意图。

图4c为沿图4a中AB方向的示意图。

图5a为本发明实施例二中提供的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法中步骤S40进行加工后的复层钢板的俯视结构示意图。

图5b为沿图5a中AA方向的示意图。

图5c为沿图5a中AB方向的示意图。

图6a为本发明实施例二中提供的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法中步骤S60进行焊接后的复层钢板和基层钢板的俯视结构示意图。

图6b为沿图6a中AA方向的示意图。

图6c为沿图6a中AB方向的示意图。

标号说明：10、基层钢板；101、第一平面；102、第二平面；103、104、侧面；105、第一开放式凹槽；106、密封孔；11、复层钢板；111、第一平面；112、第二平面；113、114、侧面；115、第二开放式凹槽；12、焊接区域。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

本领域技术人员应理解的是，在本发明的揭露中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

金属板材是常见的冶金制品，钢板是最为常见的金属板材，通常钢板以组成其的金属元素(钢种)区分，或以钢板的厚度(厚度、薄板)、宽度(宽板、窄板)、钢板的制备方式(热轧、冷轧)、钢板的形状(矩形、圆形、异形)等区分。

随着当代冶金技术的发展，钢板由单一钢种向两种以上钢种组成的复合(组合)型钢板发展，复合型钢板的制备加工技术已日趋成熟。复合型钢板通常以碳素结构或低合金结构钢为基层，以不锈钢或高合金结构钢为复层，采用“热轧压合法(爆炸焊接)-热轧法”制成。由于复合型钢板具有表面光洁、平整，复合层结构牢固，剪切强度大、冷弯性能好，且复层耐大气、酸、碱及其他介质的腐蚀，无晶间腐蚀倾向，可满足结构与腐蚀介质接触的一面对耐蚀性的要求；基层能满足结构对刚度、焊接性的要求。因此，可节约大量不锈钢，降低结构成本，目前已广泛应用于化工、石油、制药、食品、海水淡化、核工业、矿山、国防等领域，市场应用前景广阔，尤其是高强度复合型钢板的市场缺口极大，基本上依赖进口，供应链不稳定受制于人。

在复合型钢板生产中最重要的工序就是拼装焊接，就是将两种不同钢种材质的钢板分别作为基层、复层经拼装后，焊接成为一个完整稳定的整体，并能够在后续的轧制、热处理、酸洗、精整等制造工序中保证焊接部位的牢固(不开裂)，因此焊接工序的质量与产量，直接决定的复合钢板的产能与质量，是复合型板材工业化规模生产中的关键工序之一，而目前常见的普通焊接方式(工艺方法)不能满足复合型刚才的焊接要求。

复合型钢板的焊机工序主要包括基层与基层之间的焊接、不锈钢覆层与不锈钢覆层之间的焊接以及基层与覆层交界处过渡区的焊接等三个方面。其中：基层与及基层之间的焊接、不锈钢覆层与不锈钢覆层之间的焊接只和基层、覆层的材料有关，可选择适合基层或不锈钢覆层材料的相关焊接方法焊接材料以及焊接工艺即可解决，多属同种材料的焊接。而基层与覆层交界处过渡区的焊接则属异种材料的焊接，也就是奥氏体不锈钢或铁素体不锈钢与珠光体钢之间的焊接，焊接难度大。由于复合型钢板的焊接要求有别于通常的连接固定所用的焊接方式，因此对焊接技术要求较为严苛，尤其是在工业化生产中的连续式焊接质量保障困难，焊接时的连接稳定性较差，不能满足复合型钢板的焊接要求。虽然通过工业机器人等方式可以保证焊接作业时的连续性，但并非所有智能化工业机器人等方式可以保证焊接作业时的连续性，但并非所有智能化工业机器人都能满足复合型钢板的拼接焊接要求，还是需要人工埋弧焊作业。

焊接加工是常用的机械加工方法，是一种以加热、高温或者高压的方式结合金属或其他热塑性材料的制造工艺及技术。常见的焊接方式主要由熔化焊、压力焊、钎焊等三种组成，埋弧焊属于熔化焊中的一种。埋弧焊是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法，因其具有焊接质量稳定、焊接生产率高、无弧光及烟尘很少等优点，使其成为压力容器、管段制造、箱型梁柱等重要结构制作中的主要焊接方法，尤其适用于钢结构连接部位的在线焊接作业。

氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成熔池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，由于在高温熔融焊接中不断送上氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊接的氧化，因此常用于焊接不锈钢的焊接。

埋弧焊及氩弧焊技术在金属焊接领域应用较为广泛，也在复合型钢板焊接制备领域中有所应用，国内数家冶金企业曾经尝试使用，但限于复合型钢板的材质以及拼接作业工况条件和焊接材质(焊接)等问题，焊接合格率不高，未能形成工业化规模量产。

影响复合型钢板拼接质量与效能的主要原因是：基层钢板厚度远大于复层钢板厚度，通常厚度比例为四比一。因此，焊接中所产生的应力变形较难把控，且需要一条焊接一气呵成，不能出现中断现象，其所需的劳动强度与作业环境较为艰苦，对作业工装器具也有较高的要求。

综上所述，随着新材料研发应用发展，高强度复合型钢板市场需求量与日俱增，但高强度复合型钢板的快速高效拼接成为制约其工业化规模量产的瓶颈。经检锁在目前业内金属复合型钢板生产领域中，关注的重点是后续精轧，对于板材拼装方面成熟技术不多，优化空间较大。结合本企业多年来深耕金属焊接领域的技术储备，通过优化埋弧焊的工艺方法，满足高强度复合型钢板在线焊接的要求，不仅可以促进复合型钢板的工业化生产，提升焊接的产能与质量，并且能降低企业的生产成本，减轻劳动强度，促进企业的市场竞争力。

实施例一

请参阅图1，本发明提供一种用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法，所述用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法包括：

S10：提供基层钢板，所述基层钢板包括相对的第一平面和第二平面，以及位于所述基层钢板的第一平面和所述基层钢板的第二平面之间的多个侧面；

S20：对所述基层钢板进行加工，以在所述基层钢板的第一平面与所述基层钢板各侧面的交接处形成第一开放式凹槽；

S30：提供复层钢板，所述复层钢板包括相对的第一平面和第二平面，以及位于所述复层钢板的第一平面和所述复层钢板的第二平面之间的多个侧面；

S40：对所述复层钢板进行加工，以在所述复层钢板的第一平面与所述复层钢板各侧面的交接处形成第二开放式凹槽；

S50：将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装，以使所述基层钢板的第一表面与所述复层钢板的第一表面相结合，且所述基层钢板的边缘与所述复层钢板的边缘对齐；

S60：采用包括埋弧焊的焊接工艺对拼接组装后的所述复层钢板和所述基层钢板进行焊接。

本发明的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法中，设计合理、工艺流畅、工步紧凑，可以满足工业化连续生产的需要；通过在基层钢板和复层钢板的结合面分别设置第一开放式凹槽和第二开放式凹槽，可以提供并限定埋弧焊熔融工位，增加焊接时的连接稳定性，保障后续轧制、酸洗、精整加工时焊接部位焊缝牢固及稳定；采用包括埋弧焊的焊接工艺进行焊接，可以利用埋弧焊电弧在焊剂层下燃烧的特点，进行基层钢板和复层钢板两种不同钢种材质的焊接作业，焊接质量稳定且生产效率高。

实施例二

请结合图1参阅图2至图6c，本实施例中还提供一种用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法，本实施例中的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法相较于实施例一中的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法具有如下具体内容。

在步骤S10中，请参阅图1中的S10步骤及图2a至图3c，提供基层钢板10，所述基层钢板10包括相对的第一平面101和第二平面102，以及位于所述基层钢板10的第一平面101和所述基层钢板10的第二平面102之间的多个侧面(譬如，侧面103和侧面104)。

作为示例，所述基层钢板10可以为牌号为235的钢板。

作为示例，所述基层钢板10的长度B可以4500mm～5000mm；具体的，所述基层钢板10的长度B可以为4500mm、4600mm、4630mm、4700mm、4800mm、4900mm或5000mm等等。所述基层钢板10的宽度L可以为1500mm～1700mm；具体的，所述基层钢板10的宽度L可以为1500mm、1600mm、1620mm或1700mm等等。具体的，本实施例中，所述基层钢板10的长度长*宽可以为4630mm*1620mm。

作为示例，所述基层钢板10的厚度可以为250mm～350mm；具体的，所述基层钢板10的厚度可以为250mm、300mm或350mm等等。

需要说明的是，步骤S10之前，还可以包括作业准备的步骤。所述作业准备的步骤可以包括：

1)按材料备焊材(焊剂)、气体；

2)准备吊耳、不锈钢管等辅助材料；

3)含现场作业内容告知(作业委托单)、安全技术交底与风险防范措施落实；

4)工器具(含吊索具、常规检修工具等)准备；

5)特种作业人员资质持证上岗。

在步骤S20中，请参阅图1中的S20步骤及图3a至图3c，对所述基层钢板10进行加工，以在所述基层钢板10的第一平面101与所述基层钢板10各侧面的交接处形成第一开放式凹槽105。

作为示例，可以采用龙门刨床或铣床对所述基层钢板10进行加工。加工后，所述基层钢板10的四个侧面与所述第一平面101呈90度台阶状连接。

作为示例，请参阅图3b，沿长度B方向，所述第一开放式凹槽105的深度(即所述第一开放式凹槽105沿长度方向距离边缘的距离b1和b2)可以为3mm～5mm，所述第一开放式凹槽105的高度h1为2mm～3mm。以所述基层钢板10的长度长*宽可以为4630mm*1620mm，所述基层钢板10的厚度为300mm为例，所述第一开放式凹槽105沿所述基层钢板10的长度方向的长度为4620mm～4624mm，沿厚度方向，未加工所述第一开放式凹槽105的部分的高度为297mm～298mm。

作为示例，请参阅图3a和图3c，沿宽度L方向，所述第一开放式凹槽105的深度L1和L2可以均为2mm～5mm，所述第一开放式凹槽105的高度可以为3mm～4mm。以所述基层钢板10的长度长*宽可以为4630mm*1620mm，所述基层钢板10的厚度为300mm为例，所述第一开放式凹槽105沿所述基层钢板105的宽度方向的长度为1610mm～1616mm，沿厚度方向，未加工所述第一开放式凹槽105的部分的高度为296mm～297mm。

作为示例，所述第一开放式凹槽105具有坡口(未示出)。

作为示例，对所述基层钢板10进行加工还包括：在所述基层钢板10的表面形成密封孔106。具体的，可以在所述基层钢板10的第一表面形成沿厚度方向贯穿所述基层钢板10的所述密封孔106；也可以在所述基层钢板10的部分侧面形成所述密封孔106。

在步骤S30中，请参阅图1中的S30步骤及图4a至图4c，提供复层钢板11，所述复层钢板11包括相对的第一平面111和第二平面112，以及位于所述复层钢板11的第一平面111和所述复层钢板11的第二平面112之间的多个侧面(譬如侧面113和侧面114)。

作为示例，所述复层钢板11可以为牌号为304的钢板。

作为示例，所述复层钢板11的长度B可以4500mm～5000mm；具体的，所述复层钢板11的长度B可以为4500mm、4600mm、4630mm、4700mm、4800mm、4900mm或5000mm等等。所述复层钢板11的宽度L可以为1500mm～1700mm；具体的，所述复层钢板11的宽度L可以为1500mm、1600mm、1610mm或1700mm等等。具体的，本实施例中，所述复层钢板11的长度长*宽可以为4630mm*1610mm。

作为示例，所述复层钢板11的厚度可以为30mm～80mm；具体的，所述复层钢板11的厚度可以为30mm、40mm、50mm、60mm、70mm或80mm等等。

在步骤S40中，请参阅图1中的S40步骤及图5a至图5c，对所述复层钢板11进行加工，以在所述复层钢板11的第一平面111与所述复层钢板11各侧面的交接处形成第二开放式凹槽115。

作为示例，可以采用龙门刨床或铣床对所述复层钢板11进行加工。加工后，所述复层钢板11的四个侧面与所述第一平面111呈90度台阶状连接。

作为示例，请参阅图5b，沿长度B方向，所述第二开放式凹槽115的深度(即所述第二开放式凹槽115沿长度方向距离边缘的距离b3和b4)可以为3mm～5mm，所述第二开放式凹槽115的高度h2为2mm～3mm。以所述复层钢板11的长度长*宽可以为4630mm*1610mm，所述复层钢板11的厚度为50mm为例，所述第二开放式凹槽115沿所述复层钢板11的长度方向的长度为4620mm～4624mm，沿厚度方向，未加工所述第二开放式凹槽115的部分的高度为47mm～48mm。

作为示例，请参阅图5a和图5c，沿宽度L方向，所述第二开放式凹槽115的深度L3和L4可以均为0mm～5mm，所述第二开放式凹槽115的高度可以为2mm～3mm。以所述复层钢板11的长度长*宽可以为4630mm*1610mm，所述复层钢板11的厚度为50mm为例，所述第二开放式凹槽115沿所述复层钢板11的宽度方向的长度为1600mm～1610mm，沿厚度方向，未加工所述第二开放式凹槽115的部分的高度为47mm～48mm。

作为示例，所述第二开放式凹槽115具有坡口(未示出)。

作为示例，步骤S40之后还包括：对所述基层钢板10和所述复层钢板11进行检查的步骤。具体的，所述检查包括对所述基层钢板10的板坯号、所述复层钢板11的板坯号、所述第一开放式凹槽105的尺寸、所述第二开放式凹槽115的尺寸、所述坡口的尺寸、所述密封孔106的尺寸、所述基层钢板10第一表面的清洁度、所述复层钢板11第一表面的清洁度、所述基层钢板10的第一表面是否存在缺陷和所述复层钢板11的第一表面是否存在缺陷进行检查。

更为具体的，所述检查可以包括：1)按照组坯信息复核所述基层钢板10的板坯号和所述复层钢板11的板坯号；2)按尺寸检测所述坡口的尺寸、所述密封孔106的孔径和孔位尺寸；3)目视查看所述基层钢板10的第一表面的清洁度(如是否存在油污、水迹或其它附着在表面上的杂物)和所述复层钢板11的第一表面的清洁度(如是否存在油污、水迹或其它附着在表面上的杂物)；4)检查所述基层钢板10的第一表面是否存在未作处理的凹坑、深痕或未除尽的氧化物，并检查所述复层钢板11的第一表面是否存在未作处理的凹坑、深痕或未除尽的氧化物；5)记录并保存检验数据(关键部位可留影像或图片)。

作为示例，若所述基层钢板10第一表面的清洁度低于预设清洁度，则还包括对所述基层钢板10的第一表面进行清洗的步骤；若所述复层钢板11第一表面的清洁度低于预设清洁度，则还包括对所述复层钢板11的第二表面进行清洗的步骤。

具体的，可以使用丙酮作为清洗液。但丙酮为易燃品，清洗时需要严禁明火接近，做好安全防范措施。

作为示例，对所述基层钢板10和所述复层钢板11进行检查之后，还包括：于所述基层钢板10的第一表面和/或所述复层钢板11的第一表面涂刷化学试剂的步骤。具体的，可以仅在所述基层钢板10的第一表面涂刷所述化学试剂，也可以仅在所述复层钢板11的第一表面涂刷所述化学试剂，还可以在所述基层钢板10的第一表面和所述复层钢板11的第一表面均涂刷所述化学试剂。具体的，所述化学试剂可以用于清洁所述基层钢板10的第一表面或所述复层钢板11的第一表面。

作为示例，于所述基层钢板10的第一表面和/或所述复层钢板11的第一表面涂刷化学试剂之后，还包括：对所述基层钢板10和所述复层钢板11均进行目测检查，检查所述基层钢板10的第一表面、所述复层钢板11的第一表面和所述密封孔106内是否存在油污或杂物，对所述密封孔106的孔位、所述密封孔106的孔径和所述密封孔106的同心度均进行检测。

作为示例，若所述基层钢板10第一表面存在油污或杂物，则还包括对所述基层钢板10的第一表面进行清洗，以去除所述基层钢板10的油污或杂物的步骤；

若所述复层钢板11第一表面存在油污或杂物，则还包括对所述复层钢板11的第一表面进行清洗，以去除所述复层钢板11第一表面的油污或杂物的步骤；

若所述密封孔106内存在油污或杂物，则还包括对所述密封孔106进行清洗，以去除所述密封孔106内的油污或杂物的步骤。

在步骤S50中，请参阅图1中的S50步骤，将加工后的所述复层钢板11与加工后的所述基层钢板10拼接组装，以使所述基层钢板10的第一表面与所述复层钢板11的第一表面相结合，且所述基层钢板10的边缘与所述复层钢板11的边缘对齐。

作为示例，步骤S50可以包括如下步骤：

将所述基层钢板10吊至安装焊接工位架上；

安装真空装置，并检查气流是否畅通；

吊装所述复层钢板11至所述基层钢板10的上方，并使得所述基层钢板10的边缘与所述复层钢板11的边缘对齐；

使用工装夹具或压机施加外力将所述基层钢板10和所述复层钢板11紧贴后点焊固定，且组坯后的有效焊接坡口尺寸均不得小于图纸要求。

在步骤S60中，请参阅图1中的S60步骤及图6a至图6c，采用包括埋弧焊的焊接工艺对拼接组装后的所述复层钢板11和所述基层钢板10进行焊接。

作为示例，步骤S60中，采用包括埋弧焊的焊接工艺对拼接组装后的所述复层钢板和所述基层钢板进行焊接，包括：

采用气保氩弧焊对拼接组装后的所述复层钢板11和所述基层钢板10进行封闭焊接；

采用埋弧焊对气保氩弧焊后的所述复层钢板11和所述基层钢板10进行焊接。

作为示例，采用气保氩弧焊对拼接组装后的所述复层钢板11和所述基层钢板10进行封闭焊接之前，还包括：提供保护气体进行保护；于保护气体的保护气氛下采用气保氩弧焊对拼接组装后的所述复层钢板11和所述基层钢板10进行封闭焊接；

采用气保氩弧焊对拼接组装后的所述复层钢板11和所述基层钢板10进行封闭焊接之前，采用埋弧焊对气保氩弧焊后的所述复层钢板11和所述基层钢板10进行焊接之后，切换为抽真空状态；于抽真空状态下采用埋弧焊对气保氩弧焊后的所述复层钢板11和所述基层钢板10进行焊接。

具体的，步骤S60可以包括如下步骤：1)采用SJ601焊剂，堆高以不暴露电弧为准；通常以低于最大电弧高度1～2mm为宜；2)焊接参数：组坯后，首先连通0.5～0.75小时纯氩保护气体后再对拼接组装后的所述复层钢板11和所述基层钢板10进行施焊，流量以10-12L/min为宜；其次采用气保氩弧焊在12小时之内顺氩气的气流方向对拼接组装后的所述复层钢板11和所述基层钢板10完成封闭焊接，焊丝牌号309L；焊丝直径1.2mm；焊接电压以20-30V为宜；焊接电流以220-250A为宜；焊接速度8.5～9.5m/h为宜；气体流量以8-12L/min为宜。再次更换为抽真空操作状态，焊缝两端安装引弧板，焊缝引出长度≥60mm，且不超过80mm，尤以65～72mm为宜；采用焊丝牌号308L对气保氩弧焊后的所述复层钢板11和所述基层钢板10进行埋弧焊，焊丝直径4mm，电弧电压以30-40V为宜，焊接电流以400-600A为宜，焊丝伸出长度以30-40mm为宜，焊接速度以400-450mm/min为宜，焊接倾角以90～95°为宜；层间温度控制在80-100摄氏度区间内，其中当室温≤5℃时应进行预热后焊接，距焊缝100mm处预热温度为以50-60℃为宜。当完成填充焊之后，真空机数值应达到≤0.01Pa时，采用手锤快速锤击焊接面，关闭真空孔后随即塞焊填满凹坑；3)拆除临时吊耳，并打磨焊疤，不得残留于本体上。

作为示例，步骤S60之后还包括：

S70：将拼装焊接后的板坯(即步骤S60之后得到的复合板材)提交检验，并填写质量跟踪表；

S80：检验：检查板坯拼装前所述基层钢板10的第一表面的状况和所述复层钢板11的第一表面的状况是否符合工艺要求；2)检查板坯拼装后的状况是否符合工艺要求；3)记录并保存检验数据；4)复合板材入库。

这样就完成了采用本发明所提供的一种用于提高双层矩形复合钢板稳定性的板坯拼接方法，对Q235B+304不锈钢复合板的轧制前的拼接焊接生产，复合型板材加工初步成型，可进入后续轧钢、热处理、酸洗、精整工序。

本发明的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法具有如下有益效果：

1.设计合理、工艺流畅、工步紧凑，满足工业化连续生产的需要；

2.采用板坯拼装结合面加工矩形槽方式提供并限定埋弧焊熔融工位，增加焊接时的连接稳定性；

3.利用埋弧焊电弧在焊剂层下燃烧的特点进行两种不同钢种材质的焊接作业，焊接质量稳定且生产效率高；

4.利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成熔池，防止焊材氧化，利于不锈钢复层板焊接；

5.焊接部位拼接牢固、作业方式安全可靠，实用高效，减轻劳动强度、改善作业环境；

6.采用标准化工序设置，减少作业人员的技能要求，便于现场人力资源组织，降低劳动人力成本；

7.可满足Q235B+304不锈钢复合板焊接及后续轧制稳定性的技术要求，在后续轧制、酸洗、热处理、精整等工序中焊缝稳定性较好；

8.通用性强，对国内复合型钢板轧制前的拼接(焊接)生产具有一定的借鉴、应用价值，亦可适用于异形钢制板材的叠压复合(组合)焊接工序。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法，其特征在于，包括如下步骤：

提供基层钢板，所述基层钢板包括相对的第一平面和第二平面，以及位于所述基层钢板的第一平面和所述基层钢板的第二平面之间的多个侧面；

对所述基层钢板进行加工，以在所述基层钢板的第一平面与所述基层钢板各侧面的交接处形成第一开放式凹槽；

提供复层钢板，所述复层钢板包括相对的第一平面和第二平面，以及位于所述复层钢板的第一平面和所述复层钢板的第二平面之间的多个侧面；

对所述复层钢板进行加工，以在所述复层钢板的第一平面与所述复层钢板各侧面的交接处形成第二开放式凹槽；

将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装，以使所述基层钢板的第一表面与所述复层钢板的第一表面相结合，且所述基层钢板的边缘与所述复层钢板的边缘对齐；

采用包括埋弧焊的焊接工艺对拼接组装后的所述复层钢板和所述基层钢板进行焊接。

2.根据权利要求1所述的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法，其特征在于，所述第一开放式凹槽和所述第二开放式凹槽均具有坡口。

3.根据权利要求2所述的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法，其特征在于，对所述基层钢板进行加工还包括：在所述基层钢板的表面形成密封孔。

4.根据权利要求3所述的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法，其特征在于，所述基层钢板和所述复层钢板均具有板坯号；对所述复层钢板进行加工之后，将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装之前，还包括：

对所述基层钢板的板坯号、所述复层钢板的板坯号、所述第一开放式凹槽的尺寸、所述第二开放式凹槽的尺寸、所述坡口的尺寸、所述密封孔的尺寸、所述基层钢板第一表面的清洁度、所述复层钢板第一表面的清洁度、所述基层钢板的第一表面是否存在缺陷和所述复层钢板的第一表面是否存在缺陷进行检查。

5.根据权利要求4所述的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法，其特征在于，

若所述基层钢板第一表面的清洁度低于预设清洁度，则将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装之前，还包括对所述基层钢板的第一表面进行清洗的步骤；

若所述复层钢板第一表面的清洁度低于预设清洁度，则将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装之前，还包括对所述复层钢板的第二表面进行清洗的步骤。

6.根据权利要求3所述的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法，其特征在于，将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装之前，还包括：

于所述基层钢板的第一表面和/或所述复层钢板的第一表面涂刷化学试剂。

7.根据权利要求6所述的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法，其特征在于，于所述基层钢板的第一表面和/或所述复层钢板的第一表面涂刷化学试剂之后，将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装之前，还包括：

对所述基层钢板和所述复层钢板均进行目测检查，检查所述基层钢板的第一表面、所述复层钢板的第一表面和所述密封孔内是否存在油污或杂物，对所述密封孔的孔位、所述密封孔的孔径和所述密封孔的同心度均进行检测。

8.根据权利要求7所述的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法，其特征在于，

若所述基层钢板第一表面存在油污或杂物，则将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装之前，还包括对所述基层钢板的第一表面进行清洗，以去除所述基层钢板的油污或杂物的步骤；

若所述复层钢板第一表面存在油污或杂物，则将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装之前，还包括对所述复层钢板的第一表面进行清洗，以去除所述复层钢板第一表面的油污或杂物的步骤；

若所述密封孔内存在油污或杂物，则将加工后的所述复层钢板与加工后的所述基层钢板拼接组装之前，还包括对所述密封孔进行清洗，以去除所述密封孔内的油污或杂物的步骤。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法，其特征在于，采用包括埋弧焊的焊接工艺对拼接组装后的所述复层钢板和所述基层钢板进行焊接，包括：

采用气保氩弧焊对拼接组装后的所述复层钢板和所述基层钢板进行封闭焊接；

采用埋弧焊对气保氩弧焊后的所述复层钢板和所述基层钢板进行焊接。

10.根据权利要求9所述的用于提高双层复合钢板稳定性的板坯拼接方法，其特征在于，

采用气保氩弧焊对拼接组装后的所述复层钢板和所述基层钢板进行封闭焊接之前，还包括：提供保护气体进行保护；于保护气体的保护气氛下采用气保氩弧焊对拼接组装后的所述复层钢板和所述基层钢板进行封闭焊接；

采用气保氩弧焊对拼接组装后的所述复层钢板和所述基层钢板进行封闭焊接之前，采用埋弧焊对气保氩弧焊后的所述复层钢板和所述基层钢板进行焊接之后，切换为抽真空状态；于抽真空状态下采用埋弧焊对气保氩弧焊后的所述复层钢板和所述基层钢板进行焊接。