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一種復(fù)合坯組坯焊接時(shí)真空的實(shí)現(xiàn)方法

文檔序號(hào):3078704閱讀:170來(lái)源:國(guó)知局
一種復(fù)合坯組坯焊接時(shí)真空的實(shí)現(xiàn)方法
【專(zhuān)利摘要】一種復(fù)合坯組坯焊接時(shí)真空的實(shí)現(xiàn)方法,包括如下步驟:1)備板,取兩塊板坯,將板坯表面的氧化鐵皮清理干凈,并在板坯結(jié)合面的四周加工倒角形成坡口;2)前期封閉焊接,對(duì)兩塊板坯坡口進(jìn)行焊接,焊接至少三層;3)抽取真空,用機(jī)械真空泵從焊縫預(yù)留的接入孔進(jìn)入對(duì)兩塊板坯間抽取真空,將真空度抽取到10Pa以下,然后改用分子真空泵繼續(xù)抽取真空度至0.OlPa以下;4)真空條件下兩步焊接控制。本發(fā)明可以保證組坯后兩塊板坯中間的真空,且板坯結(jié)合面上所吸附的氧分子較低,進(jìn)而提高復(fù)合軋制后結(jié)合界面的復(fù)合質(zhì)量。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種復(fù)合坯組坯焊接時(shí)真空的實(shí)現(xiàn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及復(fù)合厚板制造【技術(shù)領(lǐng)域】,特別涉及一種復(fù)合坯組坯焊接過(guò)程真空的實(shí)現(xiàn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)內(nèi)外進(jìn)行復(fù)合軋制法生產(chǎn)厚板的鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)大都采用真空電子束焊接,將表面清理后的板坯馬上裝進(jìn)真空腔內(nèi),在真空條件下,對(duì)兩塊板坯的結(jié)合面四周進(jìn)行焊接封閉,并維持兩塊板坯中間層面的真空狀態(tài)。
[0003]傳統(tǒng)的焊接方法同樣可以對(duì)板坯的四周進(jìn)行封閉,但是兩塊板坯結(jié)合面的真空狀態(tài)較難維持。由于傳統(tǒng)的焊接方法是暴露在空氣中進(jìn)行,焊接過(guò)程的熱輸入也會(huì)對(duì)板坯有加熱作用,當(dāng)板坯有一定溫度時(shí),原先表面清理后的新鮮金屬也會(huì)加速將空氣中的氧吸附在結(jié)合面的板坯表面,在軋制過(guò)程中會(huì)降低結(jié)合面的復(fù)合質(zhì)量。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種復(fù)合坯組坯焊接時(shí)真空的實(shí)現(xiàn)方法,可以在組坯焊接結(jié)束后,實(shí)現(xiàn)預(yù)處理復(fù)合坯板坯結(jié)合面處的真空,并且經(jīng)過(guò)清理后的板坯結(jié)合面所吸附的氧都散逸出去,保證組坯后兩塊板坯中間的真空,且板坯結(jié)合面上所吸附的氧分子較低,進(jìn)而提高復(fù)合軋制后結(jié)合界面的復(fù)合質(zhì)量。
[0005]為達(dá)到上述目的,本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0006]一種復(fù)合坯組坯焊接時(shí)真空的實(shí)現(xiàn)方法,包括如下步驟:
[0007]I)備板
[0008]取兩塊板坯,將板坯表面的氧化鐵皮清理干凈,并在板坯結(jié)合面的四周加工倒角形成坡口,然后將兩塊板坯的清理面面對(duì)面放置于空氣中;
[0009]2)前期封閉焊接對(duì)兩塊板坯坡口進(jìn)行焊接,焊接至少三層,每層厚度3mm-10mm,保證四周焊縫的氣密性;期間在焊縫內(nèi)預(yù)留一接入孔;
[0010]3)抽取真空
[0011]用機(jī)械真空泵從焊縫預(yù)留的接入孔進(jìn)入對(duì)兩塊板坯間抽取真空,將真空度抽取到1Pa以下,然后改用分子真空泵繼續(xù)抽取真空度至0.0lPa以下;
[0012]4)真空條件下兩步焊接控制
[0013]在分子真空泵工作的狀態(tài)下即真空度小于0.0lPa下進(jìn)行進(jìn)兩步焊接完成剩余焊接工作量,第一步焊接工作量控制在剩余焊接工作量的40% -60%,焊接過(guò)程連續(xù);第一步焊接完成后,需要有2-12小時(shí)時(shí)間間隔;然后進(jìn)行第二步焊接,完成剩余焊接工作量,使焊縫完全充滿(mǎn),焊接過(guò)程結(jié)束,將真空通道封閉,保持板坯之間的真空狀態(tài)。
[0014]進(jìn)一步,步驟2)前期封閉焊接過(guò)程中,兩塊板坯坡口內(nèi)預(yù)埋一導(dǎo)管,形成供真空泵接入的接入孔。
[0015]又,步驟4)焊接過(guò)程中對(duì)真空度進(jìn)行監(jiān)測(cè),第一步焊接時(shí),真空度波動(dòng)量在20%?80%,證明焊接時(shí)板坯結(jié)合面表面吸附氣體在焊接熱加熱時(shí)比較活躍,在真空條件下加速散逸;第二步焊接時(shí),真空度波動(dòng)量小于10%,證明在第一步焊接時(shí),板坯結(jié)合面表面吸附氣體已經(jīng)散逸耗盡,焊接完成。
[0016]復(fù)合軋制法生產(chǎn)厚板對(duì)兩塊板坯之間真空狀態(tài)的需求:
[0017](I)真空度。復(fù)合軋制法生產(chǎn)厚板,需要實(shí)現(xiàn)并保持兩塊復(fù)合板之間的真空狀態(tài),任何殘留氣體都有可能會(huì)導(dǎo)致復(fù)合失效。因此,在復(fù)合組坯時(shí),要保證兩塊板坯之間的真空達(dá)到小于0.1Pa。
[0018](2)板坯結(jié)合面表面的吸附氧分子散逸。板坯在經(jīng)過(guò)表面清理后到焊接工藝完成,清理后的表面暴露在空氣中,會(huì)吸附一定的空氣,需要將吸附的空氣盡量散逸。
[0019]本發(fā)明考慮上述兩個(gè)需求,與現(xiàn)有常規(guī)組坯焊接過(guò)程的真空實(shí)現(xiàn)有較大的改進(jìn)。
[0020]現(xiàn)有常規(guī)組坯焊接有兩種方法,一種是通過(guò)昂貴的真空電子束焊接設(shè)備,將板坯置于真空室內(nèi),在真空室達(dá)到真空度要求時(shí),開(kāi)始對(duì)板坯進(jìn)行四周焊接直至焊接結(jié)束。該方法的設(shè)備投入較為昂貴,且需要對(duì)整個(gè)真空室進(jìn)行抽取真空,抽真空的時(shí)間較長(zhǎng)。
[0021]第二種方法在空氣中進(jìn)行組坯,然后進(jìn)行四周焊接,在焊接工作完成后再?gòu)念A(yù)留接入裝置抽取真空。該方法在焊接的整個(gè)過(guò)程中,板坯結(jié)合面一直是與空氣接觸狀態(tài),焊接熱對(duì)板坯具有一定的加熱作用,較長(zhǎng)的焊接過(guò)程中,備坯時(shí)經(jīng)過(guò)清理的板坯結(jié)合面產(chǎn)生一定的氧化。在實(shí)施復(fù)合軋制后,板坯結(jié)合面會(huì)產(chǎn)生一些黑點(diǎn)。由于這些黑點(diǎn)對(duì)板坯的結(jié)合有影響,該方法也一直被否定。
[0022]本發(fā)明采取空氣中組坯,不需要昂貴的真空電子束設(shè)備。先實(shí)施封閉焊接,其焊接工作量較少,時(shí)間也較短,可避免經(jīng)過(guò)清理的板坯結(jié)合面氧化問(wèn)題。而后實(shí)施抽取真空,由于抽取真空的空間僅限在兩塊板坯結(jié)合面之間的狹小空間,抽取真空的效率也較高。在真空達(dá)到0.0lPa后再對(duì)焊縫實(shí)施真空條件下的兩步焊接控制,既避免了焊接氧化,又利用了焊接熱對(duì)板坯的加熱作用,促進(jìn)了板坯清理后表面吸附空氣分子的散逸。
[0023]本發(fā)明的有益效果:
[0024]通過(guò)本發(fā)明的方法,可以在組坯焊接結(jié)束后,實(shí)現(xiàn)預(yù)處理復(fù)合坯板坯結(jié)合面處的真空,并且經(jīng)過(guò)清理后的板坯結(jié)合面所吸附的氧都散逸出去,保證組坯后兩塊板坯中間的真空,且板坯結(jié)合面上所吸附的氧分子較低,進(jìn)而提高復(fù)合軋制后結(jié)合界面的復(fù)合質(zhì)量。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例中的坡口示意圖。
[0026]圖2為為現(xiàn)有復(fù)合坯軋制后結(jié)合面金相。
[0027]圖3為采用本發(fā)明的復(fù)合坯軋制后結(jié)合面金相。

【具體實(shí)施方式】
[0028]參見(jiàn)圖1,本發(fā)明的一種復(fù)合坯組坯焊接時(shí)真空的實(shí)現(xiàn)方法,包括如下步驟:
[0029]I)備板
[0030]取兩塊板坯1、2,將板坯表面的氧化鐵皮清理干凈,并在板坯結(jié)合面A的四周加工倒角形成坡口 3,然后將兩塊板坯1、2的清理面面對(duì)面放置于空氣中;
[0031]2)前期封閉焊接
[0032]對(duì)兩塊板坯1、2坡口 3進(jìn)行焊接,焊接至少三層,每層厚度3mm-10mm,保證四周焊縫的氣密性;期間在焊縫內(nèi)預(yù)留一接入孔;
[0033]3)抽取真空
[0034]用機(jī)械真空泵從焊縫預(yù)留的接入孔進(jìn)入對(duì)兩塊板坯間抽取真空,將真空度抽取到1Pa以下,然后改用分子真空泵繼續(xù)抽取真空度至0.0lPa以下;
[0035]4)真空條件下兩步焊接控制
[0036]在分子真空泵工作的狀態(tài)下即真空度小于0.0lPa下進(jìn)行進(jìn)兩步焊接完成剩余焊接工作量,第一步焊接工作量控制在剩余焊接工作量的40% -60%,焊接過(guò)程連續(xù);第一步焊接完成后,需要有2-12小時(shí)時(shí)間間隔;然后進(jìn)行第二步焊接,完成剩余焊接工作量,使焊縫完全充滿(mǎn),焊接過(guò)程結(jié)束,將真空通道封閉,保持板坯之間的真空狀態(tài)。
[0037]進(jìn)一步,步驟2)前期封閉焊接過(guò)程中,兩塊板坯1、2坡口 3內(nèi)預(yù)埋一導(dǎo)管4,形成供真空泵接入的接入孔。
[0038]又,步驟4)焊接過(guò)程中對(duì)真空度進(jìn)行監(jiān)測(cè),第一步焊接時(shí),真空度波動(dòng)量在20%?80%,證明焊接時(shí)板坯結(jié)合面表面吸附氣體在焊接熱加熱時(shí)比較活躍,在真空條件下加速散逸;第二步焊接時(shí),真空度波動(dòng)量小于10%,證明在第一步焊接時(shí),板坯結(jié)合面表面吸附氣體已經(jīng)散逸耗盡,焊接完成。
[0039]將焊接后的復(fù)合坯放置于加熱爐內(nèi)加熱至1200°C,保溫3小時(shí)后出爐,進(jìn)行軋制、冷卻。對(duì)樣板進(jìn)行取樣分析,如圖2所示,為未實(shí)施本發(fā)明復(fù)合坯軋制后的結(jié)合面,有很多小點(diǎn),為里面殘留的空氣分子導(dǎo)致。如圖3所示,為實(shí)施本發(fā)明復(fù)合坯軋制后的結(jié)合面,未在結(jié)合面上出現(xiàn)排列整齊的小點(diǎn)。
【權(quán)利要求】
1.一種復(fù)合坯組坯焊接時(shí)真空的實(shí)現(xiàn)方法,包括如下步驟: 1)備板 取兩塊板坯,將板坯表面的氧化鐵皮清理干凈,并在板坯結(jié)合面的四周加工倒角形成坡口,然后將兩塊板坯的清理面面對(duì)面放置于空氣中; 2)前期封閉焊接 對(duì)兩塊板坯坡口進(jìn)行焊接,焊接至少三層,每層厚度3mm-10mm,保證四周焊縫的氣密性;期間在焊縫內(nèi)預(yù)留一接入孔; 3)抽取真空 用機(jī)械真空泵從焊縫預(yù)留的接入孔進(jìn)入對(duì)兩塊板坯間抽取真空,將真空度抽取到1Pa以下,然后改用分子真空泵繼續(xù)抽取真空度至0.0lPa以下; 4)真空條件下兩步焊接控制 在分子真空泵工作的狀態(tài)下即真空度小于0.0lPa下進(jìn)行進(jìn)兩步焊接完成剩余焊接工作量,第一步焊接工作量控制在剩余焊接工作量的40%-60%,焊接過(guò)程連續(xù);第一步焊接完成后,需要有2-12小時(shí)時(shí)間間隔;然后進(jìn)行第二步焊接,完成剩余焊接工作量,使焊縫完全充滿(mǎn),將接入孔封閉,焊接過(guò)程結(jié)束,保持板坯之間的真空狀態(tài)。
2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合坯組坯焊接時(shí)真空的實(shí)現(xiàn)方法,其特征是,步驟2)前期封閉焊接過(guò)程中,兩塊板坯坡口內(nèi)預(yù)埋一導(dǎo)管,形成供真空泵接入的接入孔。
3.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合坯組坯焊接時(shí)真空的實(shí)現(xiàn)方法,其特征是,步驟4)焊接過(guò)程中對(duì)真空度進(jìn)行監(jiān)測(cè),第一步焊接時(shí),真空度波動(dòng)量在20%?80%,證明焊接時(shí)板坯結(jié)合面表面吸附氣體在焊接熱加熱時(shí)比較活躍,在真空條件下加速散逸;第二步焊接時(shí),真空度波動(dòng)量小于10%,證明在第一步焊接時(shí),板坯結(jié)合面表面吸附氣體已經(jīng)散逸耗盡,焊接完成。
【文檔編號(hào)】B23K31/02GK104209659SQ201310211969
【公開(kāi)日】2014年12月17日 申請(qǐng)日期:2013年5月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月31日
【發(fā)明者】袁向前, 焦四海, 張愛(ài)文, 魯志政, 白巖, 王治宇 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司
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