一种高性能桥梁钢复合坯的生产方法技术

本发明专利技术涉及一种高性能桥梁钢复合坯的生产方法，包括以下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种高性能桥梁钢复合坯的生产方法


[0001]本专利技术属于复合板生产领域，尤其涉及一种高性能桥梁钢复合坯的生产方法
。

技术介绍

[0002]桥梁用钢的发展历史悠久，表现为“普碳钢
→
低合金钢
→
高强度钢
→
高性能钢”的发展进程
。
高性能钢
(High Performance Steel
，
HPS)
是指材料的某项或几项性能较传统钢得到明显改善的钢材，不但具备较高强度，而且有良好的焊接性能
、
低温韧性和耐腐蚀性能
。
[0003]为提高桥梁用钢性能，现有成分设计中都需要加入铜元素，铜在钢中产生固溶强化的作用，并且钢材的耐腐蚀性能以及塑韧性都有着明显的提升，但研究表明，当钢中铜含量超过
0.35
％
(
质量分数
)
时，在热加工温度
1100℃
以上时，会对钢材性能产生如下危害：
①
热加工过程中产生热脆现象，使钢材表明产生铜裂，恶化了钢材热加工性能；
②
使钢材热塑性变差，容易在钢材表面形成裂纹；
③
大大降低了钢材的使用寿命和持久性
。
[0004]真空复合焊接工艺是近年来钢铁领域生产特厚钢板的高端工艺，其工艺特点是将两块钢板叠放在一起，通过真空焊接的方式结合在一起，加热轧制成一体的特厚板，其中，焊接工艺是最关键的环节，生产实践过程中发现，高性能桥梁用钢在真空电子束焊接过程中，由于高温熔化后钢坯中的铜会析出，极易产生裂纹，恶化了钢材热加工性能，带来的后果就是加热后的轧制过程中带来开裂现象，导致复合坯无法结合，造成废品
。

技术实现思路

[0005]为克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种高性能桥梁钢复合坯的生产方法，通过真空电子束焊接
+
埋弧焊接组合焊接方式，解决高性能桥梁钢板在真空电子束焊接过程中由于焊缝强度不足造成的开裂问题，提高产品质量及合格率
。
[0006]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0007]一种高性能桥梁钢复合坯的生产方法，包括以下步骤：
[0008]1)
选取两块高性能桥梁钢连铸坯，将连铸坯分切加工成尺寸一致的两块钢坯，对钢坯六面均进行铣磨加工；加工后钢坯结合面平面度
0.10
～
0.50mm/m
，加工尺寸公差
±
0.10mm
；
[0009]2)
在钢坯结合面的四边加工
V
型坡口，坡口的斜面与钢坯的侧面夹角
31
°
～
35
°
，坡口面宽
30
～
35mm
；
[0010]3)
将钢坯的结合面相对组合在一起，组合坯料的接合面不平度
≤0.5mm
，错边量
≤0.5mm
；
[0011]4)
组合坯料抽真空后用真空电子束焊接，焊接电流
180
～
220mA
，焊速6～
8mm/s
，结合面四条边整边焊接，每条边连续焊接至少三遍；
[0012]5)
在复合坯四边坡口部位采用气体保护堆焊的埋弧焊接，焊接保护气体采用纯氩气；采用交错焊接方法，焊接热输入在
12
～
22kJ/cm
；
[0013]6)
焊后热处理，焊后的复合坯在热处理炉进行缓冷处理，缓冷温度
300
～
350℃
，加热2～
3h
，随炉保温
≥2h
，热处理结束后出炉待轧
。
[0014]步骤
1)
中铣磨加工后的钢坯表面有金属光泽，无残留铁皮
、
油污
、
锈迹
。
[0015]所述的高性能桥梁钢连铸坯的成分按质量百分百计包括：
C 0.03
％～
0.15
％，
Si 0.1
％～
0.5
％，
Mn 1.0
％～
2.5
％，
P≤0.020
％，
S≤0.005
％，
Cu 0.3
％～
0.5
％，
Ni 0.3
％～
0.4
％，
Cr 0.4
％～
0.5
％，
Nb 0.03
％～
0.05
％，
V 0.01
％～
0.05
％，其余为
Fe
及不可避免的杂质
。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0017]本专利技术提出真空电子束焊接
+
埋弧焊接相结合的组合焊接方式，既能够避免单独采用真空电子束焊接熔化基材导致铜析出带来的铜裂及组织粗大的问题，采用本专利技术工艺生产的高性能桥梁钢复合坯轧制合格率达到
100
％，界面结合性能不弱于钢材基材，解决了高性能桥梁钢复合坯的关键技术瓶颈
。
附图说明
[0018]图1是加工好焊接坡口后的复合板主视图
。
[0019]图2是加工好焊接坡口后的复合板俯视图
。
[0020]图中：1‑
真空电子束焊接区域2‑
埋弧焊接区域
。
具体实施方式
[0021]下面对本专利技术进行详细地描述，但是应该指出本专利技术的实施不限于以下的实施方式
。
[0022]高性能桥梁钢连铸坯的成分按质量百分百计包括：
C 0.03
％～
0.15
％，
Si 0.1
％～
0.5
％，
Mn 1.0
％～
2.5
％，
P≤0.020
％，
S≤0.005
％，
Cu 0.3
％～
0.5
％，
Ni 0.3
％～
0.4
％，
Cr 0.4
％～
0.5
％，
Nb 0.03
％～
0.05
％，
V 0.01
％～
0.05
％，其余为
Fe
及不可避免的杂质
。
[0023]高性能桥梁钢复合坯的生产方法，包括以下步骤：
[0024]1)
选取两块高性能桥梁钢连铸坯，将连铸坯分切加工成尺寸一致的两块钢坯，对钢坯六面均进行铣磨加工；加工后钢坯结合面平面度
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高性能桥梁钢复合坯的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)
选取两块高性能桥梁钢连铸坯，将连铸坯分切加工成尺寸一致的两块钢坯，对钢坯六面均进行铣磨加工；加工后钢坯结合面平面度
0.10
～
0.50mm/m
，加工尺寸公差
±
0.10mm
；
2)
在钢坯结合面的四边加工
V
型坡口，坡口的斜面与钢坯的侧面夹角
31
°
～
35
°
，坡口面宽
30
～
35mm
；
3)
将钢坯的结合面相对组合在一起，组合坯料的接合面不平度
≤0.5mm
，错边量
≤0.5mm
；
4)
组合坯料抽真空后用真空电子束焊接，焊接电流
180
～
220mA
，焊速6～
8mm/s
，结合面四条边整边焊接，每条边连续焊接至少三遍；
5)
在复合坯四边坡口部位采用气体保护堆焊的埋弧焊接，焊接保护气体采用纯氩气；采用交错焊接方法，焊接热输入在
12
～
22kJ/cm
；
6)
焊后热处理，焊后的复合坯在热处理炉进行缓冷处理，缓冷温度
...

【专利技术属性】
技术研发人员：金百刚，刘文飞，马成，于海岐，马勇，王亮，
申请(专利权)人：鞍钢股份有限公司，
类型：发明
国别省市：