[發(fā)明專利]用于無頭熱軋的高碳鋼的接合方法和用于該方法的設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200680053022.8
• 申請日: 2006-11-20
• 公開（公告）號: CN101374628A
• 公開（公告）日: 2009-02-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李鐘燮;姜潤熙;元天壽;李鐘鳳;河相旭;堀井健治;宇杉敏裕;古元秀昭;白銀重徳;舟本孝雄
• 申請（專利權(quán)）人: POSCO公司;三菱日立制鐵機(jī)械株式會社
• 主分類號: B23K20/02
• 分類號: B23K20/02
• 代理公司: 北京北翔知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 楊勇;鄭建暉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于以實(shí)現(xiàn)無頭熱軋的方式在熱軋過程中接合熱軋材料的方法，具體而言，涉及一種剪切-接合的方法，該方法能夠通過控制在無頭熱軋過程中的接合條件，使得高碳鋼在精軋過程中穿過（threading）而不產(chǎn)生帶材斷裂，以及涉及用于該方法的無頭熱軋車間。

背景技術(shù)

在與制造熱軋金屬棒材相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域中，根據(jù)無頭精軋用擴(kuò)大產(chǎn)品的可用尺寸來提高產(chǎn)量和質(zhì)量是非常有價(jià)值的。

在該無頭熱軋領(lǐng)域中，金屬棒材接合技術(shù)是非常重要的。金屬棒材接合技術(shù)是一種用于將前熱軋材料的尾部和后熱軋材料（在下文中都稱為“金屬棒材”）的頭部接合的技術(shù)。

在粗軋機(jī)和精軋機(jī)之間實(shí)現(xiàn)在熱軋過程中的金屬棒材接合。當(dāng)金屬棒材在粗軋機(jī)處理之后被順序接合時(shí)，能夠在精軋過程中不斷地軋制金屬棒材。

因此，對于無頭精軋，需要將高速行進(jìn)的金屬棒材接合。對于該種接合，已經(jīng)提出了多種技術(shù)。

已知的技術(shù)分為熔融接合法和固相接合法。

當(dāng)使用熔融接合法接合金屬棒材時(shí)，存在缺點(diǎn)：由于熔融接頭的溫度高于該熔融接頭周圍的金屬棒材部分，因此出現(xiàn)熔融接頭的軟化，以致該熔融點(diǎn)與金屬棒材的基底金屬相比呈現(xiàn)出降低的接合強(qiáng)度。

對于通常稱為固相接合法的技術(shù)，在日本特開平9-17411公報(bào)（在下文稱為“411發(fā)明”）中公開了一種金屬棒材接合方法。

411發(fā)明是一種用于接合金屬棒材的技術(shù)，該技術(shù)通過將前金屬棒材的尾部與后金屬棒材的頭部重疊，同時(shí)剪切重疊的兩個(gè)金屬棒材，并且將在剪切過程中形成的金屬棒材的兩個(gè)剪切面接合，在該接合中使得剪切面彼此接觸。

當(dāng)411發(fā)明用于無頭熱軋車間中時(shí)，具有許多優(yōu)點(diǎn)：由于使用了剪切過程來獲得該接合，因此可以在短時(shí)間內(nèi)簡單地獲得接合，并且由于所需的空間小，能夠減少在精軋過程中出現(xiàn)的溫度降低。

但是，411發(fā)明具有一個(gè)缺點(diǎn)，因?yàn)樾纬傻慕宇^的形狀是不均勻的，并且在接合表面之間會產(chǎn)生表面氧化皮（scale）的夾雜物，因此該接頭的接合強(qiáng)度會產(chǎn)生相當(dāng)大的降低。

此外，當(dāng)使用411發(fā)明接合金屬棒材時(shí)，可能存在缺點(diǎn)：接合的表面會在其上和下橫截面部分以及在相對的橫向端部上，具有未接合部分或者弱接合部分。此外，在接合的表面之間的表面氧化皮的夾雜物會出現(xiàn)，以致會出現(xiàn)接合強(qiáng)度降低。

同時(shí)，因?yàn)楦咛间撛诔叵卤憩F(xiàn)出高強(qiáng)度，所以它是一種可用于工具的鋼。

由于可以獲得諸如增加產(chǎn)量和薄度的許多優(yōu)點(diǎn)，因此利用接合技術(shù)對此種高碳鋼進(jìn)行無頭熱軋。

但是，在此情況下，由于高碳鋼非常脆，因此在進(jìn)行無頭熱軋時(shí)有許多問題。

當(dāng)利用焊接技術(shù)對這種高碳鋼進(jìn)行無頭熱軋時(shí)，由于會易于形成諸如高溫裂紋和低溫裂紋的各種焊接裂紋，因此需要進(jìn)行預(yù)熱和后熱處理。因此，與高碳鋼相關(guān)聯(lián)，存在低焊接可加工性和增加的焊接作業(yè)難度的缺點(diǎn)。

而且，在例如感應(yīng)加熱法的熔融接合法用于高碳鋼時(shí)，存在其中氧化皮作為缺陷殘留在接頭中的問題，由于氧化皮的熔點(diǎn)高于基底金屬的熔點(diǎn)，以致在加熱過程之后，難以隨著進(jìn)行的壓制過程而迫使氧化皮朝向焊縫（bead）移動。

此外，在高碳鋼的情況下，在基底金屬中大量包含的碳在焊接過程中與大氣反應(yīng)，從而產(chǎn)生了CO或CO₂氣體，該氣體接著在焊接位置以氣孔的形式存在。這些氣孔的存在使得接頭不僅在常溫下，而且也在完成焊接過程之后的高溫下顯示出機(jī)械性能的降低。

由于上述問題，在很少的情況下對高碳鋼采用無頭熱軋。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題

因此考慮到在常規(guī)情況下所產(chǎn)生的上述問題而做出了本發(fā)明，本發(fā)明的目的是提供一種使得無頭熱軋能夠用于高碳鋼的剪切-接合方法。

本發(fā)明的另一目的是：建立剪切-接合條件，該條件能夠允許在金屬棒材被接合之后形成的高碳鋼的金屬棒材的接頭，足以承受在精軋過程中的精軋負(fù)載；以及確保抗拉特性，該抗拉特性能夠允許該接頭承受住在精軋機(jī)架之間所產(chǎn)生的拉力。

技術(shù)方案