屈服强度为420Mpa级的低合金钢及拼接方法技术

本发明专利技术公开了一种屈服强度为420Mpa级的低合金钢及拼接方法，属于钢板酸轧工艺技术领域。提供一种能确保酸轧工序稳定、高效生产的屈服强度为420Mpa级的低合金钢,本发明专利技术还提供了一种用于所述低合金钢的拼接方法。所述低合金钢为含有下述重量分组分的合金钢，所述的重量分组分至少包括C：0.04％～0.13％，Si：0.15～0.60％，Mn：0.8％～1.40％，P：0.010～0.030％，S≤0.008％，Als：0.010％～0.080％，N≤0.008％，Nb：0.03～0.08％，其余元素为Fe及不可避免的杂质。所述的拼接方法以宽度和厚度相互适应的多件420Mpa级的低合金钢钢卷为拼接对象,先对各件低合金钢钢卷需要拼接的端头进行修整，然后采用激光焊接的方式将各件低合金钢钢卷沿长度方向两两相对的连接为一个整体的超长连续钢带。体的超长连续钢带。

【技术实现步骤摘要】
屈服强度为420Mpa级的低合金钢及拼接方法


[0001]本专利技术涉及一种低合金钢，尤其是涉及一种屈服强度为420Mpa级的低合金钢，属于钢板酸轧工艺
本专利技术还涉及一种用于所述低合金钢的拼接方法。

技术介绍

[0002]利用焊接设备将前后两个钢卷焊接起来实现钢铁企业的连续生产，是提高生产效率、降低生产成本的重要工艺技术手段。被广泛应用于酸轧联合生机组、连续退火/镀锌机组等以实现连续高效的生产。激光焊是一种通过聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的方法。由于激光具有折射、聚焦等光学性质，使得激光焊具有热输入低、焊接变形小，不受电磁场影响等特点被广泛应用于酸轧联合机组进行原料的焊接。由于420MPa级低合金钢合金含量高，淬透性和淬硬性较强焊接性较差，容易在酸洗和冷轧过程中发生沿焊缝断带事故，不利于连续生产严重影响生产效率和生产安全，需要对其生产节奏、过渡材、焊接关键工艺等进行详细研究，以便获得良好的焊接质量促进连续、高效的生产。通过相关专利的查询，利用激光焊机实现酸轧工序及其余工序焊接为相似的专利如下：
[0003]CN 113801059 A公布了一种440MPa级高强钢焊丝及激光
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电弧复合焊接工艺，通过高强钢焊丝(化学成分为：C：0.03～0.08，Si：0.40～0.80，Mn：1.2～2.0，Cr：0.20～0.60， Ni：1.00～1.40，Cu：0.005～0.015，P≤0.01，S≤0.01，余量为铁和通常炼钢存在的杂质。) 的优选，配合以恰当的激光
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电弧复合焊接工艺(激光功率3～10kW，焦点处光斑直径0.2～ 0.4mm，离焦量0，光丝间距5～10mm，焊接速度0.8～1.5m/min，电弧电压20～25V，电流 165～230A，送丝速度5～8m/min，保护气体为Ar+2％～5％O2混合气体)。获得的焊接接头抗拉强度≥580MPa，
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40℃冲击吸收能量≥100J/cm2，焊缝平均腐蚀速率≤0.18mm/年，复合焊接接头疲劳强度≥420MPa。
[0004]CN 113118629 A公布了一种差强度激光拼焊板的制备方法，将两块厚度不同的DP钢板净化处理后，将风干后的两块DP钢(两块DP钢板的C含量差≤0.03％，Mn含量差≤0.4％；屈服强度差≤100MPa，抗拉强度差≤180MPa)板置于焊接工作台，把单光束激光焊接工作头置于待焊钢板上方，并在焊接过程采用保护气体保护焊缝，焊接得到差强度激光拼焊板。采用保护气体测吹装置吹气，吹气口距离焊缝15～28mm；测吹装置吹气口与待焊DP钢板之间呈20～60
°
保护气体为氩气，气体流量为800～950L/H，焊接过程中，离焦量为0.3～0.8mm；激光功率为3.6～4.1kW；焊接速度5.5～8.5m/min；激光偏移量为0.5～1.0mm。实现了对冷轧低合金钢成品的焊接，焊接接头的屈服强度为355～380Mpa，抗拉强度为560～580Mpa，延伸率为20.5～25％。但未对生产节奏、过渡材选择依据、原料要求、带头/尾处理、焊缝质量评估等进行详细介绍，不利于对使用激光焊接设备完成屈服强度大于380MPa级低合金钢进行焊接，对国内外相同类型设备生产屈服强度大于380MPa级低合金钢的参考及推广意义不显著。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种能确保酸轧工序稳定、高效生产的屈服强度为 420Mpa级的低合金钢,本专利技术还提供了一种用于所述低合金钢的拼接方法。
[0006]为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种屈服强度为420Mpa级的低合金钢，所述低合金钢为含有下述重量分组分的合金钢，
[0007]所述的重量分组分至少包括C：0.04％～0.13％，Si：0.15～0.60％，Mn：0.8％～1.40％，P： 0.010～0.030％，S≤0.008％，Als：0.010％～0.080％，N≤0.008％，Nb：0.03～0.08％，其余元素为Fe及不可避免的杂质。
[0008]进一步的是，所述的重量分组分还包括V：0.035～0.065％，Al：0.025～0.065％；所述的C为0.011～0.13％，Si为0.45～0.60％，Mn为1.00～1.30％，P≤0.012％，S≤0.006％， N≤0.004％。
[0009]用于所述低合金钢的拼接方法，所述的拼接方法以宽度和厚度相互适应的多件420Mpa级的低合金钢钢卷为拼接对象,先对各件低合金钢钢卷需要拼接的端头进行修整，然后采用激光焊接的方式将各件低合金钢钢卷沿长度方向两两相对的连接为一个整体的超长连续钢带，
[0010]其中，焊接前后的两个钢卷中强度较高带钢的屈服强度应低于强度较低钢带屈服强度的 2倍，
[0011]被焊接的相邻两件低合金钢钢卷的碳当量按下述公式计算的数值控制在0.008～0.40范围，所述碳当量计算公式为Ceq＝C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14(％)。
[0012]上述方案的优选方式是，在激光焊接前先在焊缝间添加改性填充焊丝，并在焊接的过程中同时熔化该改性填充焊丝完成拼接缝的焊接工作，添加的所述改性填充焊丝的化学成分按下述要求控制，
[0013]C：0.02～0.15％、Si：0.55～1.10％、Mn：1.35～1.90％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cu≤ 0.50％、Ti+Zr：0.02～0.30％、Al：0.10％～0.50％，其余为Fe及不可避免的杂质，
[0014]改性填充焊丝的直径不超过1.2mm。
[0015]进一步的是，对各件低合金钢钢卷需要拼接的端头进行修整采用的是双切剪，剪切过程中，剪刃与钢带的倾角按不超为2.5
°
控制，剪刃间隙按0.30～0.65mm控制，
[0016]剪刃间隙的控制根据钢带厚度按下述要求确定，当钢带厚度≤2.5mm时剪刃间隙为0.30mm，钢带厚度每增加0.5mm剪刃间隙增加0.05mm；剪刃更换周期≤7000t或剪切次数≤ 12000次，每次更换剪刃后都应对剪刃侧间隙进行标定，确保剪切横截面与带钢纵向成90
°
，且需确保证剪切端面光滑、平直，无毛刺、分层等缺陷。
[0017]上述方案的优选方式是，在对各件低合金钢钢卷需要拼接的端头进行修剪时，每件钢卷端头的修剪长度按下述要求控制，
[0018]当钢带厚度t＜2.75mm时切除量不低于5.7m，当2.75≤钢带厚度t＜4.0mm时切除量不低于4.8m，当钢带厚度t≥4.0mm时切除量不低3.9m，并确保带头带尾的缺陷能完全切除，不会恶化焊接质量。
[0019]进一步的是，在对各件低合金钢钢卷需要拼接的端头进行修整的同时，还需要带钢的几何形状进行检查，具体要求为，
[0020]带钢表面平直度≤255umit，镰刀弯≤30mm/10m,hc
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种屈服强度为420Mpa级的低合金钢，其特征在于：所述低合金钢为含有下述重量分组分的合金钢，所述的重量分组分至少包括C：0.04％～0.13％，Si：0.15～0.60％，Mn：0.8％～1.40％，P：0.010～0.030％，S≤0.008％，Als：0.010％～0.080％，N≤0.008％，Nb：0.03～0.08％，其余元素为Fe及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的屈服强度为420Mpa级的低合金钢，其特征在于：所述的重量分组分还包括V：0.035～0.065％，Al：0.025～0.065％；所述的C为0.011～0.13％，Si为0.45～0.60％，Mn为1.00～1.30％，P≤0.012％，S≤0.006％，N≤0.004％。3.用于权利要求2所述低合金钢的拼接方法，其特征在于：所述的拼接方法以宽度和厚度相互适应的多件420Mpa级的低合金钢钢卷为拼接对象,先对各件低合金钢钢卷需要拼接的端头进行修整，然后采用激光焊接的方式将各件低合金钢钢卷沿长度方向两两相对的连接为一个整体的超长连续钢带，其中，焊接前后的两个钢卷中强度较高带钢的屈服强度应低于强度较低钢带屈服强度的2倍，被焊接的相邻两件低合金钢钢卷的碳当量按下述公式计算的数值控制在0.008～0.40范围，所述碳当量计算公式为Ceq＝C+Mn/6+Si/24+Ni/40+Cr/5+Mo/4+V/14(％)。4.根据权利要求3所述的拼接方法，其特征在于：在激光焊接前先在焊缝间添加改性填充焊丝，并在焊接的过程中同时熔化该改性填充焊丝完成拼接缝的焊接工作，添加的所述改性填充焊丝的化学成分按下述要求控制，C：0.02～0.15％、Si：0.55～1.10％、Mn：1.35～1.90％、P≤0.030％、S≤0.030％、Cu≤0.50％、Ti+Zr：0.02～0.30％、Al：0.10％～0.50％，其余为Fe及不可避免的杂质，改性填充焊丝的直径不超过1.2mm。5.根据权利要求3或4所述的拼接方法，其特征在于：对各件低合金钢钢卷需要拼接的端头进行修整采用的是双切剪，剪切过程中，剪刃与钢带的倾角按不超为2.5
°
控制，剪刃间隙按0.30～0.65mm控制，剪刃间隙的控制根据钢带厚度按下述要求确定，当钢带厚度≤2.5mm时剪刃间隙为0.30mm，钢带厚度每增加0.5mm剪刃间隙增加0.05mm；剪刃更换周期≤7000t或剪切次数≤12000次，每次更换剪刃后都应对剪刃侧间隙进行标定，确保剪切横截面与带钢纵向成90
°
，且需确保证剪切端面光滑、平直，无毛刺、分层等缺陷。6.根据权利要求5所述的拼接方法，其特征在于：在对各件低合金钢钢卷需要拼接的端头进行修剪时，每件钢卷端头的修剪长度按下述要求控制，当钢带厚度t＜2.75mm时切除量不低于5.7m，当2.75≤钢带厚度t＜4.0mm时切除量不低于4.8m，当钢带厚度t≥4.0mm时切除量不低3.9m，并确保带头带尾的缺陷能完全切除，不会恶化焊接质量。7.根据权利要求6所述的拼接方法，其特征在于：在对各件低合金钢钢卷需要拼接的端头进行修整的...

【专利技术属性】
技术研发人员：余灿生，郑之旺，刘庆春，张达富，王敏莉，陈述，
申请(专利权)人：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：