CN107282684A - 一种不锈钢-碳钢特厚异质复合板的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种不锈钢‑碳钢特厚异质复合板的生产方法，将复层不锈钢板Ⅰ放入基层碳钢板Ⅰ的嵌槽内，并将复层不锈钢板Ⅱ涂覆隔离剂的一面放在复层不锈钢板Ⅰ的上面，再将基层碳钢板Ⅱ叠放在复层不锈钢板Ⅱ上面后，送入真空室抽真空至气压≤3×10‑4torr；抽真空后，沿基层碳钢板Ⅰ、Ⅱ之间的四边进行点焊，点焊后先小电流、再正常电流连续焊接。焊后在加热炉内加热至500℃，轧成复合板坯，再热轧成异质复合板，切除边缘的碳钢部分，再将两块不锈钢板从涂覆隔离剂的中间分离。本发明能一次制成焊接坯体，缩短加工周期，降低生产成本，避免后期加热过程产生气泡，保证产品质量，提高复合板的成品率，所生产的异质复合板达到GB/T8165‑2008的标准要求。
Description
技术领域
本发明属于复合板生产工艺技术领域，尤其涉及一种利用200～260mm后基层碳钢板与20～35mm厚复层不锈钢板复合生产异质复合板的方法。
背景技术
不锈钢板复合板是以碳钢基层与不锈钢复层结合而成的复合钢板，它的主要特点是碳钢和不锈钢形成牢固的冶金结合，是一种同时具备不锈钢与碳钢各自优点的材料，已经广泛应用于石油、化工、盐业、水利、电力等行业。其作为一种资源节约型产品，可大幅度降低工程造价，实现低成本和高性能的完美结合，具有良好的经济和社会效益。
目前，不锈钢复合板的生产方法主要有爆炸焊接复合法、双金属铸造后轧制热处理法、金属熔液向向基板喷射沉积成型法和轧制复合法等，其中复合焊接后轧制的方法不受气候、场地、运输等环境影响，且不会对环境造成污染，因此被广泛应用。
但是，目前真空轧制法将组合坯热轧的过程中，复合界面内存有气体，导致复合界面发生一定程度的氧化，并且抽真空不能产生绝对真空，复合界面及两层不锈钢界面之间残留有极少部分气体，在热轧状态下气体膨胀，无法排出，严重影响复合界面结合率及结合强度，导致复合板成品率较低。
发明内容
本发明旨在提供一种焊接难度小，加工周期短，可消除复合界面间的残余气体，提高复合板成品率的不锈钢-碳钢特厚异质复合板的生产方法。
为此，本发明所采取的技术解决方案是：
一种不锈钢-碳钢特厚异质复合板的生产方法，其基层碳钢板厚度为200～260mm，复层不锈钢板厚度为20～35mm的异质复合板的具体生产方法和步骤为：
(1)表面加工：对基层碳钢板I与基层碳钢板II的结合面以及两个侧面和两个端面进行铣磨；并对复层不锈钢板I和复层不锈钢板II所有外表面上的锈层及氧化层进行打磨去除，然后清洗并吹干；
(2)嵌槽：根据复层不锈钢板尺寸在基层碳钢板I中间加工出嵌槽，嵌槽深度为复层不锈钢板I与复层不锈钢板II厚度之和，长宽尺寸以复层不锈钢板能够放入为准，其尺寸正偏差≤2mm，保证钢坯嵌槽面的每1000mm不平度≤5mm；
(3)将复层不锈钢板I放入基层碳钢板I中间嵌槽内，并在复层不锈钢板I上表面涂覆隔离剂，再将复层不锈钢板II涂覆有隔离剂的一面朝下放在复层不锈钢板I的上面，室温冷却4h以上，然后将基层碳钢板II叠放在复层不锈钢板II上面，形成由碳钢-不锈钢-隔离剂-不锈钢-碳钢构成的组合坯，使不锈钢完全包裹在碳钢中间；
(4)将组合坯送入真空室进行抽真空，抽真空至气压≤3×10-4torr；抽真空后，在真空室内沿基层碳钢板I与基层碳钢板II之间的四边接缝进行点焊，其中短边焊接3～5个点，长边焊接7～9个点；点焊电流140～160mA，焊接速度9～11mm/s；焊接顺序采取对边焊接；
(5)连续焊接：进行焊接预热，去除残余气体，先小电流连续焊接一次，焊接电流100～150mA，焊接速度5～8mm/s；完成后再以350～4200mA的焊接电流连续焊接一次，通过先预热再连续焊接，可使复合界面充分密封，确保焊缝饱满无孔洞；
(6)加热轧制：将焊后组合坯在加热炉内30min内加热至500℃；加热后组合坯粗轧成复合板坯，再热轧成异质复合板，热轧每道次轧制量不小于1/4板厚；
(7)分板：将热轧后的异质复合板边缘的碳钢部分切除，再将两块复合有碳钢的不锈钢板从涂覆有隔离剂的中间部分分离，制成两块不锈钢-碳钢特厚异质复合板。
所述隔离剂为氧化锆粉、氧化铬粉或水玻璃。
本发明的有益效果为：
本发明焊接难度小，能够一次制成焊接坯体；不需要先将复层不锈钢板与基层碳钢板进行焊接，可有效缩短加工周期，提高加工效率，降低生产成本；可消除复合界面间的残余气体，避免后期加热过程中产生气泡等现象，保证产品质量，极大提高复合板的成品率，采用本发明方法生产的不锈钢-碳钢特厚异质复合板完全符合GB/T8165-2008的标准要求。
具体实施方式
以Q370qE基层与不锈钢316L复层为例，基层Q370qE板1、2的长宽厚尺寸为3756×1622×250mm，复层316L不锈钢板的长宽厚尺寸为2000×1400×30mm。
1、表面加工：对基层Q370qE板I与基层Q370qE板II的结合面以及两个侧面和两个端面进行铣磨；并对复层不锈钢316L板I和复层316L不锈钢板II所有外表面上的锈层及氧化层进行打磨去除，然后清洗并吹干。铣磨后，基层Q370qE板1、2的尺寸为3756×1622×231mm，复层316L不锈钢板的尺寸为2000×1400×26mm。
2、嵌槽：根据复层316L不锈钢板尺寸在基层Q370qE板I中间加工出嵌槽，嵌槽深度为复层316L不锈钢板I与复层316L不锈钢板II厚度之和，即60mm，长宽尺寸分别为2001mm和1401mm，钢坯嵌槽面的每1000mm不平度≤5mm。
3、将复层316L不锈钢板I放入基层Q370qE板I中间嵌槽内，并在复层316L不锈钢板I上表面涂覆氧化锆粉(也可为氧化铬粉或水玻璃)隔离剂，再将复层316L不锈钢板II涂覆有氧化锆粉隔离剂的一面朝下放在复层316L不锈钢板I的上面，室温冷却5h，然后将基层Q370qE板II叠放在复层316L不锈钢板II上面，形成由碳钢-不锈钢-氧化锆粉隔离剂-不锈钢-碳钢构成的组合坯，使316L不锈钢完全包裹在Q370qE钢中间。
4、将组合坯送入真空室进行抽真空，抽真空至气压2.5×10-4torr；抽真空后，在真空室内沿基层Q370qE板I与基层Q370qE板II之间的四边接缝进行点焊，其中短边焊接4个点，长边焊接8个点；点焊电流150mA，焊接速度10mm/s；焊接顺序采取对边焊接。
5、连续焊接：进行焊接预热，去除残余气体，即先小电流连续焊接一次，焊接电流150mA，焊接速度6mm/s；完成后再以400mA的焊接电流连续焊接一次。经过点焊可防止焊接一个边后，其余的边由于应力集中而引起的板坯翘起。同时，通过预热再连续焊接，可使复合界面充分密封，确保焊缝饱满无孔洞。
6、加热轧制：将焊后组合坯在加热炉内28min加热至500℃；加热后组合坯粗轧成复合板坯，再热轧成异质复合板，热轧每道次轧制量为1/4板厚。
7、分板：将热轧后的异质复合板边缘的Q370qE钢部分切除，再将两块复合有Q370qE钢的316L不锈钢板从涂覆有隔离剂的中间部分分离，制成两块不锈钢-碳钢特厚异质复合板。
Claims (2)
1.一种不锈钢-碳钢特厚异质复合板的生产方法，其特征在于，基层碳钢板厚度为200～260mm，复层不锈钢板厚度为20～35mm的异质复合板的具体生产方法和步骤为：
(1)表面加工：对基层碳钢板Ⅰ与基层碳钢板II的结合面以及两个侧面和两个端面进行铣磨；并对复层不锈钢板Ⅰ和复层不锈钢板II所有外表面上的锈层及氧化层进行打磨去除，然后清洗并吹干；
(2)嵌槽：根据复层不锈钢板尺寸在基层碳钢板Ⅰ中间加工出嵌槽，嵌槽深度为复层不锈钢板Ⅰ与复层不锈钢板II厚度之和，长宽尺寸以复层不锈钢板能够放入为准，其尺寸正偏差≤2mm，保证钢坯嵌槽面的每1000mm不平度≤5mm；
(3)将复层不锈钢板Ⅰ放入基层碳钢板Ⅰ中间嵌槽内，并在复层不锈钢板Ⅰ上表面涂覆隔离剂，再将复层不锈钢板II涂覆有隔离剂的一面朝下放在复层不锈钢板Ⅰ的上面，室温冷却4h以上，然后将基层碳钢板II叠放在复层不锈钢板II上面，形成由碳钢-不锈钢-隔离剂-不锈钢-碳钢构成的组合坯，使不锈钢完全包裹在碳钢中间；
(4)将组合坯送入真空室进行抽真空，抽真空至气压≤3×10-4torr；抽真空后，在真空室内沿基层碳钢板Ⅰ与基层碳钢板II之间的四边接缝进行点焊，其中短边焊接3～5个点，长边焊接7～9个点；点焊电流140～160mA，焊接速度9～11mm/s；焊接顺序采取对边焊接；
(5)连续焊接：进行焊接预热，去除残余气体，先小电流连续焊接一次，焊接电流100～150mA，焊接速度5～8mm/s；完成后再以350～4200mA的焊接电流连续焊接一次，确保焊缝饱满无孔洞；
(6)加热轧制：将焊后组合坯在加热炉内30min内加热至500℃；加热后组合坯粗轧成复合板坯，再热轧成异质复合板，热轧每道次轧制量不小于1/4板厚；
(7)分板：将热轧后的异质复合板边缘的碳钢部分切除，再将两块复合有碳钢的不锈钢板从涂覆有隔离剂的中间部分分离，制成两块不锈钢-碳钢特厚异质复合板。
2.根据权利要求1所述的不锈钢-碳钢特厚异质复合板的生产方法，其特征在于，所述隔离剂为氧化锆粉、氧化铬粉或水玻璃。
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