[發(fā)明專利]一種大線能量焊接高強熱軋鋼筋及其生產(chǎn)工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410621729.0
• 申請日: 2014-11-07
• 公開（公告）號: CN104294174A
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姚圣法;吳海洋
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇天舜金屬材料集團有限公司
• 主分類號: C22C38/54
• 分類號: C22C38/54;C21D8/06;C21D1/19
• 代理公司: 南京利豐知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(特殊普通合伙) 32256
• 代理人: 任立

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焊接用高強度鋼筋技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種大線能量焊接高強熱軋鋼筋及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)

以往鋼材在焊接施工中的焊接線能量≥50?kJ/cm即可稱之為大線能量焊接，而目前資料顯示，氣電立焊大線能量焊接的實際焊接線能量甚至已超過500?kJ/cm。在如此大的焊接線能量下，傳統(tǒng)的低合金高強鋼（HSLA）的熱影響區(qū)（HAZ）組織將急劇長大，焊接部位的強度和韌性將有較大的下降，且易產(chǎn)生焊接冷裂紋問題。另外，對于傳統(tǒng)的熱機械軋制（TMCP）技術(shù)，隨著鋼筋強度的提高和厚度的增加，必須提高碳當量才能保證常規(guī)性能，但是碳當量提高又會惡化鋼板的焊接性能。現(xiàn)有的高強鋼筋不具有抗大線能量焊接的性能，焊接時不能采用超過50kJ/cm的大線能量焊接方法進行施焊，施工效率低，不能滿足大線能量焊接的要求，焊接效率低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對以上現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，提出一種大線能量焊接高強熱軋鋼筋及其生產(chǎn)工藝，鋼筋具有大量細小彌散分布的夾雜物，含Ti氧化物、氮化物的復合夾雜物數(shù)量均比傳統(tǒng)鋼筋高出數(shù)倍，可以有效提高鋼筋強度和焊接熱影響區(qū)韌性。

本發(fā)明解決以上技術(shù)問題的技術(shù)方案是：

一種大線能量焊接高強熱軋鋼筋，含有如以下重量百分比的化學成分：C：0.27-0.29%，Si：0.15-0.17%，Mn：1.11-1.13%，P：0.007-0.009%，S：0.001-0.003%，Als：0.057-0.059%、Nb：0.005-0.007%，V：0.06-0.08%，Ti：0.035-0.037%，Ni：0.05-0.07%，Cu：0.07-0.09%，Cr：0.6-0.8%，Mo：0.53-0.55%，B：0.007-0.009%，鑭：0.07-0.09%，鈰：0.03-0.05%，鐠：0.01-0.03%，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)；碳當量0.4-0.8%；鋼筋中尺寸為0.2-3.5μm的含Ti氧化物的復合夾雜物數(shù)量為1200-1400個/mm²；尺寸大于50μm的MnS復合夾雜物數(shù)量為6-7個/cm²，尺寸大于5μm的復合夾雜物數(shù)量小于2個/mm²；經(jīng)≥50-200kJ/cm大熱輸入焊接后，焊接粗晶區(qū)-40℃沖擊功平均值大于50J；鋼筋組織特征為：奧氏體晶界處為先共析鐵素體，平均晶粒尺寸65-67μm，所占面積分數(shù)小于40%；奧氏體晶粒內(nèi)部為微細針狀鐵素體，所占面積分數(shù)大于60%。

大線能量焊接高強熱軋鋼筋的生產(chǎn)工藝，按以下步驟進行：

㈠將冶煉好的鋼筋送入加熱爐加熱到1310-1330℃，在線經(jīng)第一冷卻工序?qū)摻羁焖俣壤鋮s到670-690℃，然后在淬火裝置內(nèi)用水或淬火液進行為時25-27秒鐘淬火，然后經(jīng)過回火加熱爐加熱到890-910℃回火，再通過第二冷卻工藝冷卻到常溫；第一冷卻工序：采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以7-9℃/s的冷卻速率將鋼筋水冷至1120-1150℃，然后空冷至750-770℃，再采用水冷以1-3℃/s的冷卻速率將鋼筋水冷至670-690℃；第二冷卻工序：采用壓縮空氣或霧狀淬火液以11-13℃/s的冷卻速率將鋼筋冷至室溫；

㈡將鋼筋熱軋至所需尺寸，熱軋溫度為1130-1150℃，然后在線經(jīng)第三冷卻工序?qū)摻羁焖俣壤鋮s到670-690℃，再通過第四冷卻工藝冷卻到常溫；第三冷卻工序：采用壓縮空氣或霧狀淬火液以7-9℃/s的冷卻速率將鋼筋冷至670-690℃；第四冷卻工序：采用水冷與空冷結(jié)合，先采用水冷以1-3℃/s的冷卻速率將鋼筋水冷至520-550℃，然后空冷至450-470℃，再采用水冷以5-7℃/s的冷卻速率將鋼筋水冷至室溫；

㈢對熱軋后的鋼筋進行感應加熱，加熱溫度為870-890℃，再將感應加熱完成的鋼筋不經(jīng)過保溫直接用高壓噴射水或淬火液進行淬火處理，淬火冷卻速度15-17℃/s，使鋼筋溫度冷卻到Ms點以下10-30℃；

㈣將淬火后的鋼筋經(jīng)過回火加熱爐加熱到720-740℃，保溫35-37秒；

㈤將回火后的鋼筋在線經(jīng)第五冷卻工序?qū)摻羁焖俣壤鋮s到370-390℃，然后經(jīng)過加熱爐加熱到790-810℃，再通過第六冷卻工藝冷卻到常溫；第五冷卻工序：采用壓縮空氣或霧狀淬火液以3-5℃/s的冷卻速率將鋼筋冷至370-390℃；?第六冷卻工序：采用水冷以11-13℃/s的冷卻速率將鋼筋水冷至室溫；