[发明专利]一种低成本高效复合坯组坯工艺方法

说明书

本发明涉及一种低成本高效复合坯组坯工艺方法，包括：(1)坯料预处理；(2)组坯；(3)打底焊固定；(4)四周封焊；(5)抽真空密封。本发明采用气电立焊设备代替真空电子束设备对复合坯进行焊接，可大大降低设备的一次性投入及日常维护成本，尤其是对C含量在0.1wt％以下的钢铁材料，焊接时无需预热，可大大提高界面结合力，缩短焊接作业时间。

技术领域

本发明涉及复合板轧制技术领域，尤其涉及一种低成本高效复合坯组坯工艺方法。

背景技术

随着高层建筑、跨海桥梁、深海采油平台、大型水电站等基础建设的蓬勃兴起，应用于锅炉压力容器、重型机械、核电、风电、水电、建筑桥梁等重大技术装备制造领域的特厚钢板的需求越来越多。国内外很多企业均采用复合轧制方法生产特厚钢板，而特厚钢板母坯的焊接组坯成为了生产轧制复合特厚板的关键步骤，也是影响轧制复合特厚板生产效率的重要因素。

复合坯组坯后需要进行焊接固定，采用常规的埋弧焊或手工电弧焊具有焊接时间较长，效率慢等问题。目前，复合坯大都采用真空电子束焊接。如专利号为CN106540961B的中国专利公开了“一种真空复合技术生产特厚钢板的组坯方法”，如专利号CN106345809B的中国专利公开了“一种利用真空复合技术生产特厚钢板的组坯方法”，后者还需要在接触面上均匀铺撒镍粉，工序复杂，实施难度较大，增加了生产时间以及生产成本。另外，真空电子束焊接需要较大的一次性设备投入以及较高的设备维护成本，使其应用范围受到限制。

发明内容

本发明提供了一种低成本高效复合坯组坯工艺方法，采用气电立焊设备代替真空电子束设备对复合坯进行焊接，可大大降低设备的一次性投入及日常维护成本，尤其是对C含量在0.1wt％以下的钢铁材料，焊接时无需预热，可大大提高界面结合力，缩短焊接作业时间。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种低成本高效复合坯组坯工艺方法，包括如下步骤：

(1)坯料预处理；待复合坯料的复合面进行铣磨加工后，再进行表面清理；然后在复合面的四边加工坡口；

(2)组坯；将待复合的2块坯料进行上下复合组对，保证复合面对齐；

(3)打底焊固定；利用焊条电弧焊或手工气保焊沿坡口进行打底焊焊接，并留出至少20mm长的一段作为出气孔；焊肉的厚度不小于2mm；打底焊焊接结束后，利用翻坯机将复合坯竖立放置，即复合坯的长边为竖直状态；

(4)四周封焊；利用气电立焊装置进行复合坯的四周封焊，焊接电流为320A～550A,焊接电压为30V～48V；四周焊缝按照先焊长边后焊短边的顺序依次焊接，即先焊2条立着的长边，然后用翻坯机将复合坯旋转90°，再焊接2条立着的短边；

(5)抽真空密封；气电立焊焊接结束后，在焊肉上钻孔到复合面接缝处，然后抽真空，真空度≤10^-1Pa；抽完真空后对钻孔处进行焊接密封。

所述铣磨加工后，复合面的平整度≤0.8mm/m²；表面清理是先将表面的氧化皮、油污清理干净，然后用酒精或丙酮进行表面清洗。

所述坡口在打底焊焊接前进行清理和打磨。

所述四周封焊时，采用的保护气体为CO₂或CO₂与氩气的混合气体，且混合气中CO₂所占比例为10％～35％。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)采用在储油罐、造船等行业应用广泛的气电立焊设备代替真空电子束设备对复合坯进行焊接，可大大降低设备的一次性投入及日常维护成本；

2)复合坯不需要进真空室进行焊接，可以避免真空室抽真空这一工序，提高生产效率；