[發明專利]用于制備高碳當量特厚鋼板的真空焊接裝置及其制備方法

有效

• 申請號: 201810142150.4
• 申請日: 2018-02-11
• 公開（公告）號: CN108381027B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 駱宗安;謝廣明;吳慶林
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: B23P15/00
• 分類號: B23P15/00;B23K15/00;B23K15/06;B23K101/18
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 寧佳

1.一種高碳當量特厚鋼板的制備方法，其特征在于，采用真空焊接裝置進行，所述的真空焊接裝置包括真空室，所述的真空室頂部設有上補熱單元；所述的真空焊接裝置還包括有下補熱單元；所述的真空室內設置有雙電子槍，所述的雙電子槍與上下補熱單元之間設有隔熱裝置，所述的隔熱裝置設有升降板和水冷板；

所述的制備方法包括以下步驟：

步驟1，表面銑削：

取兩組連鑄坯，對連鑄坯的待復合表面進行銑削加工，使整個表面完全露出新鮮金屬，在待復合面四周的邊緣處加工出臺階，完成銑削加工，其中：所述的連鑄坯成分為12Cr2Mo1R耐高溫臨氫鋼，其化學成分質量百分含量為：C-0.12%，Cr-2.25%，Mo-1%，Ni-0.2%，Mn-0.45%，V-0.3%，經計算碳當量為0.92%；或為P20塑料模具鋼，其化學成分質量百分含量為：C-0.28%，Mn-1.3%，Cr-1.85%，Mo-0.4%，經計算碳當量為0.91%，所述的連鑄坯單坯尺寸為3.5m×2.5m×300mm或3.2m×2.4m×350mm，所述的臺階深度為3~4.5mm，寬度50mm；

步驟2，坯料翻轉對齊：

將銑削加工完成的連鑄坯進行疊合和對齊，并在銑削加工完成的連鑄坯的待復合面的臺階中加入焊接用中間過渡層，得到組合坯料，其中，所述的中間過渡層尺寸以能夠與臺階完全貼合為準，所述的中間過渡層厚度為3~4.5mm，寬度50mm，材質為低碳鋼或超低碳鋼，不含其他合金元素，碳質量含量0.03%；

步驟3，坯料預熱：

將組合坯料預熱至260~300℃并保溫17~20h，預熱過程中通入保護氣體；

步驟4，坯料補熱和真空電子束焊接：

(1)將預熱后的組合坯料在真空室中抽真空，并通過上下補熱單元對預熱后的組合坯料補熱至260~300℃的預熱設定溫度，上下補熱的加熱方式為采用紅外線加熱，真空室真空度為1.0×10^-2Pa或3.0×10^-2Pa；

(2)采用雙電子槍進行真空電子束焊接，預熱電子槍散焦預熱至200~300℃或300~400℃后，焊接電子槍進行焊接，兩槍之間的距離為100mm，采用170mA或180mA的電子束焊接電流，80kV的焊接電壓與200mm/min或210mm/min的焊接速度，完成預熱后的組合坯料的四周焊縫連接，焊接完成后以1-1.5^oC/min的速度緩冷至25~55℃，得到焊接完成的組合坯料；

步驟5，焊縫檢查：

對焊接完成的組合坯料焊縫進行檢查，確保焊接缺陷直徑＜2mm，保證焊接合格；

步驟6，加熱：

將焊接合格的組合坯料在升溫速度1-1.5^oC/min條件下，加熱至1200^oC后進行保溫，保溫7-8h；

步驟7，軋制：

將加熱后的組合坯料進行軋制，開軋溫度≥1150℃，軋制的總壓下率50-65%，道次壓下率≥5%，完成軋制并制得高碳當量特厚鋼板，所述的高碳當量特厚板斷面收縮率為42%或44%，滿足Z35性能要求。

2.根據權利要求1所述的高碳當量特厚鋼板的制備方法，其特征在于，所述的真空焊接裝置的上補熱單元通過升降桿與真空室頂部連接，所述的升降桿能夠驅動上補熱單元上下運動。

3.根據權利要求1所述的高碳當量特厚鋼板的制備方法，其特征在于，所述的真空焊接裝置配備有焊接小車，所述的焊接小車設有旋轉工作臺面，用于放置待焊接材料，所述的下補熱單元設置在焊接小車旋轉工作臺面上。

4.根據權利要求1所述的高碳當量特厚鋼板的制備方法，其特征在于，所述的真空焊接裝置的雙電子槍為預熱電子槍和焊接電子槍。

5.根據權利要求1所述的高碳當量特厚鋼板的制備方法，其特征在于，所述的步驟1中，連鑄坯預先經過退磁處理，將連鑄坯退磁至剩磁≤3mT后，再對其待復合面進行銑削加工。