本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種40kg級大線能量焊接用船板的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)：

目前，國內(nèi)外鋼廠都在進(jìn)行大線能量焊接用鋼的研究，但均未形成大線能量焊接專用鋼品牌，而是僅僅作為品種鋼的一個特性來推廣應(yīng)用。采用手工焊、埋弧焊等傳統(tǒng)方法焊接，線能量一般為30～60kj/cm，且多層焊、預(yù)熱、墊板等焊接手段大大降低了施工效率。隨著鋼結(jié)構(gòu)未來向大型化、厚規(guī)格化方向發(fā)展，為提高生產(chǎn)效率，采用＞80kj/cm的電渣焊、氣電立焊等大線能量焊接工藝是必然趨勢，因而鋼板對大線能量焊接適應(yīng)性被迫提高。

為滿足鋼板對大線能量焊接的適應(yīng)性，按照以下要求進(jìn)行試制。首先，鋼板要滿足低碳成分、低碳當(dāng)量易焊接、低焊接裂紋敏感性、大線能量焊接即“三低一大”要求，保證母材性能良好；其次要有高的屈服強(qiáng)度；另外，焊接工藝簡單，體現(xiàn)大線能量的焊接特性。關(guān)鍵是針對這種以鐵素體-珠光體組織為主體的鋼板大線能量焊接熱影響區(qū)韌性惡化的情況，通過調(diào)整、改進(jìn)鋼板冶煉、軋制、熱處理等生產(chǎn)工藝，采取措施有效抑制haz晶粒粗大，改善焊接熱影響區(qū)的韌性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在提供一種各項(xiàng)性能指標(biāo)均能達(dá)到認(rèn)證水平要求的40kg級大線能量焊接用船板的生產(chǎn)方法。

為此，本發(fā)明采取的技術(shù)解決方案是：

一種40kg級大線能量焊接用船板的生產(chǎn)方法，其特征在于：

(1)化學(xué)成分重量百分比為：c：0.07～0.11％、si：0.15～0.35％、mn：1.45～1.60％、nb：0.015～0.035％、ti：0.012～0.018％、ni：0.15～0.30％、cu：0.20～0.35％、als：0.015～0.040％、p≤0.020％、s≤0.005％，其余為fe和雜質(zhì)；ceq：0.36～0.40％；

(2)煉鋼進(jìn)行鐵水脫硫預(yù)處理，脫硫渣扒凈，轉(zhuǎn)爐擋渣出鋼，渣層厚度＜100mm；保證鋼包清潔，合金充分燒烤；真空處理保壓時(shí)間或rh鋼水循環(huán)時(shí)間≥10min；

(3)中間包目標(biāo)過熱度按＜25℃控制；全程保護(hù)澆注，并投入輕壓下，連鑄板坯下線堆垛緩冷45～48h；

(4)鋼坯加熱溫度為1180～1220℃，加熱時(shí)間9～10min/cm；鋼坯出爐后迅速至除鱗機(jī)去除氧化鐵皮；

(5)熱軋采用兩階段軋制，二階段開軋溫度760～800℃，二階段總壓下量＞60％，終軋 溫度740～780℃；

(6)控冷工藝：采用在線acc冷卻，控制入水溫度710～750℃，冷卻速度4～8℃/s，返紅溫度550～620℃；

(7)緩冷工藝：將厚度≥35mm的鋼板放置于平整地面進(jìn)行堆垛緩冷，堆垛溫度250～350℃，緩冷時(shí)間≥24小時(shí)。

本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明通過合理控制鋼中各合金成分的比例，以及后續(xù)加熱、軋制、控冷過程，成功試制生產(chǎn)出各項(xiàng)性能指標(biāo)均能達(dá)到認(rèn)證水平要求的大線能量焊接40kg級焊接用船板，船板的力學(xué)性能如表1所示：

表1船板力學(xué)性能檢驗(yàn)結(jié)果

氣電立焊焊接試驗(yàn)：

大線能量焊接主要的問題是在如此大的焊接能量下，焊接熱影響區(qū)(haz)的組織將急劇長大，焊接部位的鋼板韌性將大幅下降。因此，盡可能減小haz粗晶區(qū)域，抑制高溫區(qū)奧氏體晶粒的長大是設(shè)計(jì)鋼板熔煉成分和生產(chǎn)工藝的最終目的。因此大線能量鋼板的焊接試驗(yàn)主要是對haz韌性的檢驗(yàn)。

焊接工藝采用氣電立焊方式焊接，焊接條件為：常溫，不預(yù)熱，單層焊，焊絲牌號dws-40g，焊絲直徑1.6mm，焊接電流390-410a，焊接電壓35-43v，焊接速度及線能量見表2。

表2焊接速度及線能量檢驗(yàn)結(jié)果

由上表可以看出，本發(fā)明船板焊接接頭性能良好，試樣斷裂均發(fā)生在母材處，且焊接接頭無軟化現(xiàn)象；隨著線能量的增大，haz區(qū)-20℃、-40℃橫向沖擊值減??；冷彎性能良好。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明40kg級大線能量焊接用船板的生產(chǎn)工藝流程為：鐵水預(yù)處理—轉(zhuǎn)爐冶煉—lf精煉—rh或vd真空脫氣—板坯連鑄—原料驗(yàn)收—加熱—tmcp軋制—矯直—層流冷卻—堆垛緩冷—探傷—火焰切割—噴印標(biāo)記—檢查、檢驗(yàn)—入庫。

實(shí)施例1：

1、化學(xué)成分重量百分比為：c：0.075％、si：0.30％、mn：1.48％、nb：0.030％、ti：0.013％、ni：0.26％、cu：0.23％、als：0.025％、p≤0.020％、s≤0.005％，其余為fe和雜質(zhì)；ceq：0.38％。

2、煉鋼進(jìn)行鐵水脫硫預(yù)處理，脫硫渣扒凈，轉(zhuǎn)爐擋渣出鋼，渣層厚度90mm；保證鋼包清潔，合金充分燒烤；真空處理保壓時(shí)間15min。

3、中間包目標(biāo)過熱度18℃控制；全程保護(hù)澆注，并投入輕壓下，連鑄板坯下線堆垛緩冷46h。

4、鋼坯加熱溫度為1190℃，加熱時(shí)間9min/cm；鋼坯出爐后迅速至除鱗機(jī)去除氧化鐵皮。

5、熱軋采用兩階段軋制，二階段開軋溫度770℃，二階段總壓下量70％，終軋溫度750℃。

6、控冷工藝：采用在線acc冷卻，控制入水溫度730℃，冷卻速度5℃/s，返紅溫度570℃。

7、緩冷工藝：將厚度40mm的鋼板放置于平整地面進(jìn)行堆垛緩冷，堆垛溫度290℃，緩冷時(shí)間26小時(shí)。

實(shí)施例2：

1、化學(xué)成分重量百分比為：c：0.09％、si：0.25％、mn：1.52％、nb：0.025％、ti：0.015％、ni：0.22％、cu：0.28％、als：0.027％、p≤0.020％、s≤0.005％，其余為fe和雜質(zhì)；ceq：0.38％。

2、煉鋼進(jìn)行鐵水脫硫預(yù)處理，脫硫渣扒凈，轉(zhuǎn)爐擋渣出鋼，渣層厚度80mm；保證鋼包清潔，合金充分燒烤；rh鋼水循環(huán)時(shí)間16min。

3、中間包目標(biāo)過熱度按20℃控制；全程保護(hù)澆注，并投入輕壓下，連鑄板坯下線堆垛緩冷48h。

4、鋼坯加熱溫度為1210℃，加熱時(shí)間10min/cm；鋼坯出爐后迅速至除鱗機(jī)去除氧化鐵皮。

5、熱軋采用兩階段軋制，二階段開軋溫度800℃，二階段總壓下量65％，終軋溫度790℃。

6、控冷工藝：采用在線acc冷卻，控制入水溫度750℃，冷卻速度8℃/s，返紅溫度600℃。

7、緩冷工藝：將厚度80mm的鋼板放置于平整地面進(jìn)行堆垛緩冷，堆垛溫度350℃，緩冷時(shí)間28小時(shí)。