RU2234400C1 - Method of manufacturing bimetal steel stack - Google Patents
Method of manufacturing bimetal steel stack Download PDFInfo
- Publication number
- RU2234400C1 RU2234400C1 RU2003115019/02A RU2003115019A RU2234400C1 RU 2234400 C1 RU2234400 C1 RU 2234400C1 RU 2003115019/02 A RU2003115019/02 A RU 2003115019/02A RU 2003115019 A RU2003115019 A RU 2003115019A RU 2234400 C1 RU2234400 C1 RU 2234400C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- welding
- package
- perimeter
- sheets
- welded
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструкции и способу изготовления стальных пакетов под горячую прокатку биметаллических листов, например стальных нержавеющих листов.The invention relates to the field of metallurgy, in particular to a design and a method for manufacturing steel bags for hot rolling of bimetallic sheets, for example, stainless steel sheets.
Известны конструкции биметаллических пакетов, состоящие из металла основного слоя и приваренных к нему двух листов плакирующих слоев [1, с.117-125]. Такие пакеты собирают без полок под сварку из заготовки основного слоя и листов плакирующих слоев, имеющих одинаковую длину и ширину, или с полками под сварку, образованными на поверхности заготовки основного слоя, при ее длине и ширине меньших, чем у листов плакирующих слоев. Описанные конструкции пакетов рекомендовано использовать в случаях, когда металлы основного и плакирующего слоев имеют одинаковые или близкие температурные коэффициенты линейного расширения (ТКЛР), но не приведены допустимые границы отношения коэффициентов и температурных градиентов коэффициентов.Known designs of bimetallic packages consisting of a metal of the base layer and two sheets of cladding layers welded to it [1, pp. 117-125]. Such bags are assembled without shelves for welding from the workpiece of the base layer and sheets of cladding layers having the same length and width, or with shelves for welding formed on the surface of the workpiece of the main layer, with its length and width shorter than that of the sheets of cladding layers. The described package designs are recommended to be used in cases where the metals of the main and cladding layers have the same or close linear expansion temperature coefficients (LTEC), but the acceptable boundaries between the coefficients and temperature gradients of the coefficients are not given.
Согласно справочным данным [2, с.238-244], разница в ТКЛР и их градиентов, характеризующих интенсивность изменения коэффициентов при изменении температуры в процессе нагрева пакета от 373 до 1173 К для некоторых конструкционных и коррозионностойких сталей, содержащих хром, кремний, никель и другие легирующие элементы, может достигать 70%.According to the reference data [2, pp. 238–244], the difference in the thermal expansion coefficient and their gradients characterizing the rate of change of the coefficients when the temperature changes during heating of the package from 373 to 1173 K for some structural and corrosion-resistant steels containing chromium, silicon, nickel and other alloying elements, can reach 70%.
Известен металлический пакет, состоящий из металла основного слоя, верхнего и нижнего плакирующих слоев, приваренных к основному слою, в котором листы верхнего и нижнего плакирующих слоев или больше, или меньше заготовки основного слоя по длине и ширине [3]. В известном изобретении не указаны размеры полок, образуемых неперекрытыми поверхностями заготовки или листов, что может приводить к увеличенным отходам металла при обрезке краев после прокатки. Недостатком известной конструкции пакета является необходимость его поворота на 180° перед заваркой второго плакирующего слоя, что вызывает снижение производительности процесса и дополнительные затраты. Кроме того, в известном изобретении не указаны соотношения ТКЛР металлов основного и плакирующих слоев, при которых можно использовать конструкцию пакета без дополнительных затрат при его нагреве и прокатке, связанных с устранением коробления плакирующих слоев.Known metal package consisting of a metal of the main layer, the upper and lower cladding layers welded to the main layer, in which the sheets of the upper and lower cladding layers are more or less than the workpiece of the main layer in length and width [3]. The known invention does not indicate the dimensions of the shelves formed by the uncovered surfaces of the workpiece or sheets, which can lead to increased metal waste when trimming the edges after rolling. A disadvantage of the known package design is the need to rotate it 180 ° before welding the second cladding layer, which causes a decrease in process performance and additional costs. In addition, the well-known invention does not indicate the ratio of the thermal expansion coefficient of the metals of the base and cladding layers, in which you can use the design of the package without additional costs when heating and rolling associated with the elimination of warping of the cladding layers.
Наиболее близким по технической сущности является изобретение [4], согласно которому пакет собирают с технологическим припуском по ширине и длине основного слоя, равномThe closest in technical essence is the invention [4], according to which the package is collected with technological allowance for the width and length of the main layer equal to
В = 2Но,B = 2H about
где В - величина технологического припуска;where In - the size of the technological allowance;
Но - толщина плакирующего слоя.H about - the thickness of the cladding layer.
Затем пакет заваривают по периметру плакирующего и основного металла. Недостаток конструкции пакета по данному изобретению в том, что припуск принят избыточным, что повышает массу обрезаемого после прокатки металла, а при двухслойном покрытии снижает производительность и повышает затраты на изготовление пакета.Then the package is welded around the perimeter of the cladding and base metal. The disadvantage of the package design according to this invention is that the allowance is taken to be excessive, which increases the mass of metal cut after rolling, and with a two-layer coating reduces productivity and increases the cost of manufacturing the package.
В известном изобретении [3] описан и способ изготовления пакета, при котором соединяемые поверхности основного и плакирующих слоев зачищают до металлического блеска, собирают в пакет и приваривают по краям точечной или шовной сваркой.The known invention [3] also describes a method for manufacturing a bag, in which the joined surfaces of the main and cladding layers are stripped to a metallic luster, collected in a bag and welded along the edges by spot or seam welding.
В способе по изобретению [4] листы после сборки сваривают плотно-вакуумным швом по периметру плакирующего и основного слоев.In the method according to the invention [4], the sheets after assembly are welded with a tight vacuum seam around the perimeter of the cladding and the main layers.
Известные способы изготовления пакетов известных конструкций допускают качественную заварку сначала одного плакирующего слоя при его положении вверху, если полка образована на основном слое, и при положении плакирующего слоя внизу, если полка образована на плакирующем слое. Для заварки второго плакирующего слоя пакет необходимо перевернуть, что снижает производительность.Known methods for manufacturing packages of known designs allow high-quality welding of first one clad layer at its position at the top, if the shelf is formed on the main layer, and at the position of the clad layer at the bottom, if the shelf is formed on the clad layer. To brew a second clad layer, the bag must be turned over, which reduces productivity.
Технической задачей данного изобретения является разработка конструкции биметаллического пакета и способа его изготовления, позволяющих существенно повысить производительность его сборки и последующей прокатки на биметаллический лист, а также прочность биметаллического стального листа.The technical task of this invention is to develop a design of a bimetallic package and a method for its manufacture, which can significantly increase the productivity of its assembly and subsequent rolling on a bimetallic sheet, as well as the strength of a bimetallic steel sheet.
В биметаллическом стальном пакете согласно изобретению лист верхнего плакирующего слоя меньше заготовки основного слоя по длине и ширине на две ширины полки под сварку, определяемые по формулеIn a bimetallic steel bag according to the invention, the sheet of the upper cladding layer is less than the blank of the base layer in length and width by two widths of the welding shelf, determined by the formula
Δ = (0,2-0,9)Hn, мм,Δ = (0.2-0.9) H n , mm,
где Δ - ширина полки под сварку;where Δ is the width of the flange for welding;
Hn - толщина листа плакирующего слоя, мм,H n - the thickness of the cladding layer, mm,
а лист нижнего плакирующего слоя больше заготовки по длине и ширине на две ширины полки, равные 2Δ.and the sheet of the lower cladding layer is larger than the workpiece in length and width by two shelf widths equal to 2Δ.
В предпочтительном варианте биметаллического стального пакета ширина каждой из полок равнаIn a preferred embodiment of the bimetallic steel bag, the width of each of the shelves is
Δ = (0,5-0,7)Hn, мм.Δ = (0.5-0.7) H n , mm.
Для обеспечения качества пакета за счет уменьшения коробления при нагреве перед прокаткой установлен допустимый интервал отношения ТКЛР основного и плакирующего слоев и их градиентовTo ensure the quality of the package by reducing warpage during heating before rolling, an acceptable interval of the TEC ratio of the main and clad layers and their gradients is established
где αо и αn - ТКЛР сталей основного и плакирующего слоев для диапазона температур от 373 до 1173 К.where α о and α n are the thermal expansion coefficient of steels of the main and cladding layers for the temperature range from 373 to 1173 K.
Для повышения прочности соединения сталь основного слоя может быть легирована кремнием в количестве до 4,2 мас.% и дополнительно легирована хромом в количестве до 3 мас.%, а сталь плакирующего слоя - хромом более 12 мас.%.To increase the strength of the connection, the steel of the base layer can be alloyed with silicon in an amount of up to 4.2 wt.% And additionally alloyed with chromium in an amount of up to 3 wt.%, And the steel of the cladding layer with chromium more than 12 wt.%.
Изготовление биметаллического стального пакета ведется по предложенному способу, включающему подготовку заготовки и листов к сборке в пакет, сборку и сварку пакета, отличительные особенности которого состоят в том, что сваривают пакет на монтажном столе с опорными роликами под давлением, создаваемым прижимным роликом, сначала заваривают часть периметра каждого листа плакирующего слоя, прижатую роликом, затем остальную часть периметра в направлении относительного движения пакета и ролика, останавливают пакет или ролик при подходе к торцу листа и заваривают оставшуюся часть периметра, поджатую к поверхности заготовки основного слоя.The manufacture of a bimetallic steel bag is carried out according to the proposed method, which includes preparing the workpiece and sheets for assembly into a bag, assembling and welding the bag, the distinctive features of which are that the bag is welded on an assembly table with support rollers under pressure created by the pressure roller, first a part is welded the perimeter of each sheet of the cladding layer, pressed by the roller, then the rest of the perimeter in the direction of relative movement of the package and the roller, stop the package or roller when approaching rtsu sheet and brew the remainder of the perimeter, pressed to the surface of the workpiece of the main layer.
В одном из вариантов реализации способа сначала прижимают роликами снизу и сверху и заваривают передние торцы верхнего и нижнего листов плакирующего слоя передними сварочными головками, затем при относительном движении пакета и роликов заваривают продольные торцы двумя верхними и двумя нижними боковыми сварочными головками, останавливают пакет или прижимной ролик у заднего торца и заваривают задние торцы.In one embodiment of the method, the front ends of the upper and lower sheets of the clad layer are welded onto the front ends of the cladding layer by the front welding heads, then, with the relative movement of the bag and rollers, the longitudinal ends are welded by the two upper and two lower side welding heads, the package or pressure roller is stopped at the rear end and brew the rear ends.
Для существенного повышения производительности пакет в средней его части прижимают снизу и сверху двумя парами роликов, заваривают поджатую часть периметра листов плакирующего слоя боковыми сварочными головками, перемещают каждый из роликов к переднему и заднему торцам одновременно, заваривая продольные торцы четырьмя верхними и четырьмя нижними сварочными головками, останавливают ролики у переднего и заднего торцов и заваривают торцы четырьмя сварочными головками.To significantly increase productivity, the package in its middle part is pressed from above and below by two pairs of rollers, the pressed part of the perimeter of the cladding layer is welded with side welding heads, each of the rollers is moved to the front and rear ends simultaneously, welding the longitudinal ends with four upper and four lower welding heads, stop the rollers at the front and rear ends and weld the ends with four welding heads.
Для улучшения диффузионного соединения основного и плакирующих слоев при горячей прокатке путем уменьшения объема между слоями, занимаемого воздухом, инертными и другими газами и создания наклепа на поверхностях соединяемых слоев сварку ведут под давлением роликов на пакет, выбираемым из интервала 10-100 МПа, а для повышения качества сварного шва путем уменьшения примесей в нем сварку выполняют неплавящимся электродом.To improve the diffusion connection of the main and cladding layers during hot rolling by reducing the volume between the layers occupied by air, inert and other gases, and creating hardening on the surfaces of the connected layers, welding is carried out under the pressure of the rollers on a packet selected from the interval of 10-100 MPa, and to increase the quality of the weld by reducing impurities in it, welding is performed by a non-consumable electrode.
Для исключения дефектов нижних сварных швов, получаемых от попадания на них брызг металла от верхних сварочных головок при одновременной заварке верхних и нижних листов оси опорного и прижимного роликов, а также нижние и верхние сварочные головки находятся в разных плоскостях поперечного сечения пакета, отстоящих одна от другой на величинуTo eliminate defects in the lower welds resulting from splashing metal from the upper welding heads while welding the upper and lower sheets of the axis of the support and pressure rollers, as well as the lower and upper welding heads are in different planes of the cross section of the package, spaced from each other by the amount
L = (0,5-3,0)Hо,L = (0.5-3.0) H about ,
где Hо - толщина заготовки основного слоя.where H about - the thickness of the workpiece of the main layer.
На фиг.1 изображена конструкция стального биметаллического пакета.Figure 1 shows the design of a steel bimetallic package.
На фиг.2 показана схема электросварки листов плакирующих слоев снизу и сверху с заготовкой основного слоя под давлением от прижимного и опорного роликов.Figure 2 shows a diagram of the electric welding of sheets of cladding layers from the bottom and top with the workpiece of the main layer under pressure from the pressure and support rollers.
На фиг.3 показана схема электросварки пакета от его середины к краям при поджатии двумя парами роликов.Figure 3 shows a diagram of the electric welding of the package from its middle to the edges when preloaded by two pairs of rollers.
На фиг.4 изображена схема электросварки пакета под давлением прижимного и опорного роликов, разнесенных в разные поперечные плоскости пакета.Figure 4 shows a diagram of the electric welding of a package under pressure of the pressure and support rollers spaced in different transverse planes of the package.
На фиг.5 представлена диаграмма зависимости относительной ударной вязкости биметаллических образцов, полученных из горячекатаных пакетов, от давления на пакет, создаваемого роликами при его сварке.Figure 5 presents a diagram of the relative toughness of bimetallic samples obtained from hot-rolled packages, on the pressure on the package created by the rollers during its welding.
Биметаллический стальной пакет 1 (фиг.1) состоит из заготовки 2 основного слоя из конструкционной углеродистой стали (предпочтительно невысокой стоимости), возможно легированной кремнием, хромом, никелем и другими элементами, и верхнего 3, и нижнего 4 листов плакирующих слоев из дорогой высоколегированной стали, характеризуемой особыми свойствами (коррозионностойкая, жаростойкая, жаропрочная, износостойкая и др.), верхних 5 и нижних 6 полок под сварной шов 7, вверху образованных за счет длины и ширины листа верхнего плакирующего слоя меньших, чем у основного слоя, а внизу за счет длины и ширины листа нижнего плакирующего слоя больших, чем у основного слоя на две ширины полки, определяемой по формулеBimetal steel package 1 (figure 1) consists of a blank 2 of the main layer of structural carbon steel (preferably low cost), possibly alloyed with silicon, chromium, nickel and other elements, and the
Δ = (0,2-0,9)Hn, мм.Δ = (0.2-0.9) H n , mm.
С целью исключения коробления листов плакирующих слоев при нагреве пакета под прокатку стали основного и плакирующих слоев подбирают так, чтобы отношение ТКЛР основного и плакирующего слоев находилось в интервалеIn order to prevent warping of sheets of cladding layers when heating the package for rolling the steel of the main and cladding layers, they are selected so that the ratio of the TEC of the main and cladding layers is in the range
где α0 и αn - ТКЛР сталей основного и плакирующего слоев для диапазона температур от 373 до 1173 К.where α 0 and α n are the thermal expansion coefficient of steels of the main and cladding layers for the temperature range from 373 to 1173 K.
С целью исключения отрыва в сварном шве листов плакирующих слоев от основного слоя при нагреве пакета под прокатку стали основного и плакирующего слоев подбирают так, чтобы их ТКЛР соотносились по зависимостиIn order to avoid tearing in the weld of sheets of cladding layers from the main layer when the package is heated for rolling steel, the main and clad layers are selected so that their thermal expansion coefficient is correlated according
Углеродистые и низколегированные стали с заданным соотношением ТКЛР предпочтительно выбирать из сталей легированных кремнием в количестве до 4,2 мас.%, которые обеспечивают более прочное соединение при прокатке, например, за счет восстановления кремнием окисных плен на контактных поверхностях.It is preferable to choose carbon and low alloy steels with a given TECL ratio from steels alloyed with silicon in an amount of up to 4.2 wt.%, Which provide a stronger connection during rolling, for example, due to the reduction of silicon oxide films on contact surfaces.
Для увеличения прочности соединения заготовки основного слоя с листами плакирующих слоев, содержащих хром, необходимо, чтобы сталь основного слоя содержала хром в количестве не более 3 мас.%, а стали плакирующих слоев - хром более 12 мас.%.To increase the bond strength of the base layer preform with the sheets of cladding layers containing chromium, it is necessary that the steel of the base layer contains chromium in an amount of not more than 3 wt.%, And the steel of the cladding layers contains chrome more than 12 wt.%.
При содержании хрома менее 12 мас.% у покрытия существенно снижается коррозионная стойкость.When the chromium content is less than 12 wt.% The coating significantly reduces corrosion resistance.
При содержании хрома в основном слое более 3 мас.% структура переходного слоя, формируемая в процессе взаимодиффузии легирующих компонентов в сталей основного и плакирующего слоев, не обеспечивает необходимой прочности соединения.When the chromium content in the main layer is more than 3 wt.%, The structure of the transition layer formed during the interdiffusion of alloying components in the steels of the main and cladding layers does not provide the necessary bond strength.
Для изготовления биметаллического стального пакета в качестве заготовки основного слоя берут слябы или плиты из проката, фрезеруют их или строгают либо проводят абразивную или дробеструйную обработку; при длительном хранении после вышеуказанной обработки предпочтительно перед сборкой контактирующие поверхности зачищать металлическими щетками и обезжиривать. Листы плакирующего слоя также зачищают и обезжиривают. При сборке пакета лист нижнего плакирующего слоя 4 укладывают на рольганг или монтажный стол 8 (фиг.2). Затем на лист укладывают или надвигают и центрируют заготовку 2 основного слоя с образованием на нижнем листе полок 6 заданного размера Δ=(0,2-0,9)Нn, ближе к переднему поперечному торцу снизу выдвигается опорный ролик 9, а сверху - прижимной ролик 10 и пакет зажимается между ними заданной силой, поперечные торцы 12 нижнего и верхнего покрытий завариваются последовательно одной сварочной головкой или одновременно двумя сварочными головками, после чего обжатый роликами 9 и 10 пакет равномерно подается вперед и одновременно четырьмя сварочными головками, находящимися в поперечной плоскости на уровне опорного и прижимного роликов, завариваются продольные торцы верхнего и нижнего покрытий, а при выходе опорного ролика на конец пакета завариваются вторые поперечные торцы верхнего и нижнего покрытий (фиг.2).For the manufacture of a bimetallic steel package, slabs or plates from rolled products are taken as a blank of the main layer, they are milled or planed, or abrasive or shot blasting is carried out; during long-term storage after the above processing, it is preferable to clean the contacting surfaces with wire brushes and degrease before assembly. The cladding sheets are also peeled and degreased. When assembling the package sheet of the
При величине полок менее 0,2Нn часть расплавленного металла сварного шва стекает и затвердевает в виде наплывов на торце основного металла. Сварной шов получается недостаточно прочным.When the size of the shelves is less than 0.2 N, a part of the molten metal of the weld flows and hardens in the form of sagging at the end of the base metal. The weld is not strong enough.
Увеличивать полки больше 0,9Нn нет технологической необходимости, так как увеличивается расходный коэффициент металла из-за большей обрези кромок горячекатанного биметаллического листа.There is no technological need to increase the shelves more than 0.9N n , since the expenditure coefficient of the metal increases due to the larger trimming of the edges of the hot-rolled bimetallic sheet.
При сварке пакета сварочными головками одновременно снизу и сверху производительность сварки повышается почти в 2 раза в сравнении с последовательной заваркой листов сначала по нижнему, а затем по верхнему периметру.When welding the package with welding heads at the same time, bottom and top, the welding productivity increases almost 2 times in comparison with sequential welding of sheets, first along the lower and then along the upper perimeter.
Электросварка пакетов под давлением от 0,01 до 10 МПа по линейной зависимости увеличивает прочность диффузионного соединения слоев от 20 до 45% прочности основного металла. Это достигается в основном за счет обеспечения более полного физического контакта между слоями, что способствует образованию в околошовной зоне (ОШЗ) диффузионного слоя с меньшим количеством дефектов. Последующее увеличение давления при электросварке пакетов до 100 МПа приводит к упругой деформации и наклепу приповерхностного слоя металла покрытия, при этом значительно увеличивается прочность диффузионного соединения слоев (до 60-65% прочности основного металла). Это обусловлено в основном более активным течением диффузионных процессов в наклепанном металле и более полным залечиванием дефектов в структуре ОШЗ. Дальнейшее увеличение давления при электросварке пакетов до 400 МПа приводит к пластической деформации и деформационному упрочнению металла покрытия, прочность диффузионного соединения покрытия при этом увеличивается незначительно, всего на 3-5% по сравнению с наклепанным покрытием. После горячей прокатки биметаллических пакетов можно получить подкат с качественным покрытием, прочность диффузионного соединения которого близка или равна прочности основного металла. При снижении давления при электросварке пакета требуется большее суммарное обжатие при горячей прокатке для получения качественного соединения слоев.Electric welding of packages under pressure from 0.01 to 10 MPa in a linear manner increases the strength of diffusion bonding of layers from 20 to 45% of the strength of the base metal. This is achieved mainly by providing a more complete physical contact between the layers, which contributes to the formation of a diffusion layer with fewer defects in the heat affected zone. A subsequent increase in pressure during the electric welding of packages up to 100 MPa leads to elastic deformation and hardening of the surface layer of the coating metal, while the strength of the diffusion bonding of the layers significantly increases (up to 60-65% of the strength of the base metal). This is mainly due to the more active course of diffusion processes in the riveted metal and to more complete healing of defects in the structure of the OSS. A further increase in pressure during the electric welding of packages up to 400 MPa leads to plastic deformation and strain hardening of the coating metal, while the strength of the diffusion bonding of the coating increases slightly, only 3-5% compared with the riveted coating. After hot rolling of the bimetallic bags, it is possible to obtain a tackle with a high-quality coating, the strength of the diffusion connection of which is close to or equal to the strength of the base metal. With a decrease in pressure during electric welding of the package, a larger total compression during hot rolling is required to obtain a high-quality connection of the layers.
Предпочтительным при электросварке является давление роликов на листы 10-100 МПа.Preferred for electric welding is the pressure of the rollers on the sheets 10-100 MPa.
Для дальнейшего повышения производительности пакет прижимают снизу и сверху в средней его части двумя парами роликов (фиг.3), заваривают прижатую часть 15 периметра листов плакирующего слоя боковыми сварочными головками, перемещают каждый из роликов к переднему и заднему торцам одновременно, заваривая продольные торцы четырьмя верхними 16 и четырьмя нижними 17 сварочными головками, останавливают ролики у переднего и заднего торцов и заваривают торцы четырьмя сварочными головками.To further increase productivity, the package is pressed from the bottom and top in its middle part with two pairs of rollers (Fig. 3), the pressed
При сварке трехслойных пакетов, когда верхние и нижние головки находятся в одном поперечном сечении, брызги металла от верхних головок попадают в зону сварки нижних головок, и тем самым могут создавать дефекты в виде неоднородностей и включений на нижних сварных швах. Чтобы избежать подобных дефектов целесообразно оси опорного и прижимного роликов, а соответственно нижние и верхние сварочные головки разнести в разные поперечные сечения пакета на расстояние L=(0,5-3,0)Но, где Но - толщина основного металла (фиг.4). Величина указанного расстояния L зависит от интенсивности сварки (толщины покрытия) и оптимальных усилий для балансировки пакета между двумя опорными осями в разных сечениях.When welding three-layer packages, when the upper and lower heads are in the same cross section, metal sprays from the upper heads fall into the welding zone of the lower heads, and thereby can create defects in the form of inhomogeneities and inclusions on the lower welds. To avoid such defects, it is advisable to axis the support and pressure rollers, and, accordingly, lower and upper welding heads to separate in different cross sections of the package at a distance L = (0.5-3.0) Н о , where Н о is the thickness of the base metal (Fig. 4). The value of the specified distance L depends on the welding intensity (coating thickness) and the optimal forces for balancing the package between two supporting axes in different sections.
При сварке трехслойных пакетов, когда верхние и нижние головки находятся в поперечных сечениях на расстоянии L<0,5 Но, искры и брызги металла от верхних головок иногда попадают в зону сварки нижних головок и образуют дефекты в сварном шве. При нагреве таких пакетов на контактных плоскостях часто образуются окисленные участки, которые при прокатке приводят к несплошностям и локальным расслоениям.When welding three-layer packages, when the upper and lower heads are in cross sections at a distance of L <0.5 Н о , sparks and metal sprays from the upper heads sometimes fall into the welding zone of the lower heads and form defects in the weld. When such packets are heated, oxidized sections often form on contact planes, which during rolling lead to discontinuities and local delamination.
Разносить оси опорного и прижимного роликов на расстояние, превышающее 3,0Но, нецелесообразно, так как зоны активного плавления металла достаточно далеки друг от друга, а для поддержания и балансировки пакета при его протяжке в горизонтальном положении необходимы дополнительные роликовые устройства, что усложняет конструкцию.Spacing the axes of the support and pressure rollers to a distance exceeding 3.0 N about is impractical, since the active melting zones of the metal are quite far from each other, and additional roller devices are necessary to maintain and balance the bag when it is pulled in a horizontal position, which complicates the design.
Заварка трехслойных биметаллических пакетов прямоугольной формы по всему периметру вдоль поперечных и продольных торцов позволяет предотвратить доступ воздуха на контактные поверхности металлов основного и плакирующих слоев. Заварка пакета в защитной атмосфере (наиболее целесообразно для этого использовать продувку аргоном) позволяет вытеснить с контактных плоскостей остатки воздуха, при этом адсорбированный слой из аргона создает безокислительную среду на границе раздела металлических слоев.Welding of three-layer bimetallic packages of a rectangular shape along the entire perimeter along the transverse and longitudinal ends allows to prevent the access of air to the contact surfaces of the metals of the base and cladding layers. Welding the bag in a protective atmosphere (it is most advisable to use argon purge for this purpose) allows air residues to be displaced from the contact planes, while the adsorbed layer from argon creates an oxidizing medium at the interface between the metal layers.
Для количественной оценки прочности соединения биметаллических образцов использовали величину относительной ударной вязкости (KCU), определяемую как отношение значений ударной вязкости диффузионно сваренных биметаллических образцов (с надрезом в области соединения металлов) к номинальной величине ударной вязкости основного металла из стали Fe-3% Si, равной ~2 МДж/м2. После нагрева пакетов, заваренных под небольшим давлением - до 0,01 МПа, - прочность соединения слоев увеличивается незначительно, при этом ее значения не превышают 15-18% прочности основного металла. Горячая прокатка таких биметаллических пакетов приводит к большому количеству брака в виде несплошностей (пузырей) и расслоений в ОШЗ. Прочность пакетов, заваренных под давлением 10-100 МПа, возрастает существенно, достигая 60% прочности основного металла (фиг.5).For a quantitative assessment of the bond strength of bimetallic samples, the relative impact strength (KCU) was used, defined as the ratio of the impact strength of diffusion-welded bimetallic samples (with a notch in the metal joining region) to the nominal value of the impact strength of the base metal from Fe-3% Si steel, equal to ~ 2 MJ / m 2 . After heating the packages brewed under low pressure - up to 0.01 MPa, - the bond strength of the layers increases slightly, while its values do not exceed 15-18% of the strength of the base metal. Hot rolling of such bimetallic packets leads to a large number of defects in the form of discontinuities (bubbles) and bundles in the OZHZ. The strength of the packages, welded under a pressure of 10-100 MPa, increases significantly, reaching 60% of the strength of the base metal (figure 5).
Технический результат от конструкции пакета и от способа его производства согласно изобретению заключается в том, что в заваренном под давлением биметаллическом пакете обеспечиваются плотный контакт между слоями и необходимый для активации диффузионных процессов наклеп приконтактных зон покрытия и основного металла.The technical result from the design of the bag and from the method of its production according to the invention is that in the bimetallic bag welded under pressure, tight contact between the layers and hardening of the contact zones of the coating and the base metal necessary for activating diffusion processes are ensured.
Источники информацииSources of information
1. Кобелев А.Г., Лысак В.И., Чернышев В.Н., Быков А.А., Востриков В.П. Производство слоистых композиционных материалов. - М.: Интермет инжиниринг, 2002, - 496 с.1. Kobelev A.G., Lysak V.I., Chernyshev V.N., Bykov A.A., Vostrikov V.P. The production of layered composite materials. - M.: Intermet Engineering, 2002, - 496 p.
2. Физические величины. Справочник. /Под ред. И.С.Григорьева, Е.З.Метлихова. - М.: Энергоатомиздат, 1991, - 1232 с.2. Physical quantities. Directory. / Ed. I.S. Grigorieva, E.Z. Metlikhova. - M.: Energoatomizdat, 1991, - 1232 p.
3. Патент ЕР 0145803. Способ изготовления горячеплакированной металлической ленты. М. кл. В 23 К 20/04, 1983.3. Patent EP 0145803. A method of manufacturing a hot-plated metal tape. M. cl. B 23K 20/04, 1983.
4. Патент №2103130. Россия. Способ изготовления плакированного металлического листа. М.кл. В 23 К 20/04, 1996.4. Patent No. 2103130. Russia. A method of manufacturing a clad metal sheet. M.cl. B 23K 20/04, 1996.
Claims (13)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003115019/02A RU2234400C1 (en) | 2003-05-22 | 2003-05-22 | Method of manufacturing bimetal steel stack |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003115019/02A RU2234400C1 (en) | 2003-05-22 | 2003-05-22 | Method of manufacturing bimetal steel stack |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2234400C1 true RU2234400C1 (en) | 2004-08-20 |
| RU2003115019A RU2003115019A (en) | 2005-01-10 |
Family
ID=33414476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003115019/02A RU2234400C1 (en) | 2003-05-22 | 2003-05-22 | Method of manufacturing bimetal steel stack |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2234400C1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010123402A1 (en) | 2009-04-21 | 2010-10-28 | Закрытое Акционерное Общество "Завод Нестандартного Оборудования" | Bimetallic billet and a method for manufacturing a clad metal sheet |
| RU2469239C1 (en) * | 2011-09-19 | 2012-12-10 | Ольга Николаевна Буланович | Heat-insulating product |
| CN110597165A (en) * | 2019-08-30 | 2019-12-20 | 三明学院 | Steel piling monitoring system and steel piling monitoring method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2478448C2 (en) * | 2011-05-03 | 2013-04-10 | Открытое Акционерное Общество "Корпорация Всмпо-Ависма" | Method of making thin sheets from difficult-to-form titanium alloys |
-
2003
- 2003-05-22 RU RU2003115019/02A patent/RU2234400C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2010123402A1 (en) | 2009-04-21 | 2010-10-28 | Закрытое Акционерное Общество "Завод Нестандартного Оборудования" | Bimetallic billet and a method for manufacturing a clad metal sheet |
| RU2469239C1 (en) * | 2011-09-19 | 2012-12-10 | Ольга Николаевна Буланович | Heat-insulating product |
| CN110597165A (en) * | 2019-08-30 | 2019-12-20 | 三明学院 | Steel piling monitoring system and steel piling monitoring method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2003115019A (en) | 2005-01-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2569855C (en) | Clad alloy substrates and method for making same | |
| US6722002B1 (en) | Method of producing Ti brazing strips or foils | |
| EP0201202B2 (en) | Method for producing a clad plate by hot-rolling | |
| US9003641B2 (en) | Method for producing a nickel strip | |
| JPS6341970B2 (en) | ||
| JP6384643B1 (en) | Hot stamping body | |
| KR20030062340A (en) | Composite aluminium sheet and method of manufacture | |
| CN111246962A (en) | Method for producing a pre-coated steel sheet and related sheet | |
| RU2234400C1 (en) | Method of manufacturing bimetal steel stack | |
| RU178157U1 (en) | MULTI-LAYER BILL FOR HOT ROLLING | |
| US10118258B2 (en) | Method for producing a preliminary material for a machining tool, and corresponding preliminary material | |
| JP4854920B2 (en) | Spot welding method and spot-welded steel plate member | |
| JP2019118946A (en) | Steel plate, butt welding member, hot press-formed product, steel pipe, hollow quench-formed product, and method of manufacturing steel plate | |
| JP7111898B2 (en) | Method for friction welding two metal products at high temperatures | |
| FR2602446A1 (en) | PROCESS FOR THE PRODUCTION OF TITANIUM PLATED STEEL SHEET BY HOT ROLLING | |
| JP6777249B1 (en) | Manufacturing method of steel plate, tailored blank, hot press molded product, steel pipe, hollow hardened molded product, and steel plate | |
| US10300560B2 (en) | Method for producing a preliminary material for a machining tool, and corresponding preliminary material | |
| WO2022030641A1 (en) | Steel plate | |
| GB2067437A (en) | Method for producing clad steel plate | |
| RU2421312C2 (en) | Method of producing clad metal sheet | |
| RU2464140C2 (en) | Method of making laminar rustproof steel | |
| JP2691456B2 (en) | Manufacturing method of composite type damping steel sheet | |
| JP4350257B2 (en) | Materials for hot rolling of Fe-Cr and Fe-Cr-Ni stainless steels and methods for preventing ear cracks during hot rolling | |
| JP2555807B2 (en) | Rolling method of stainless clad steel plate | |
| JP2023111034A (en) | Resistance spot welded joint and manufacturing method for resistance spot welded joint |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050523 |