CN103343284B - 一种大线能量焊接q345级别钢板的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢铁产品领域，尤其涉及一种大线能量焊接Q345级别钢板的生产方法，其工艺流程包括冶炼、连铸、加热、除磷、控轧控冷、热矫、堆垛缓冷、火切至成品，针对三个关键点加以控制：冶炼成分设计、控轧控冷及终轧后的冷却。所述冶炼成分设计中，Ti/［N］=2.4~3.2。与现有技术相比，本发明的有益效果是：经现场实践，依本发明生产的大线能量焊接Q345级别钢板的焊接接头性能良好，试样断裂均发生在母材处，且焊接接头无软化现象；随着线能量的增大，HAZ区-20℃、-40℃横向冲击值减小；冷弯性能良好，力学性能及焊接性能完全超过标准要求；具有生产流程短、生产成本低、适合大批量生产等优点。<!--1-->
Description
技术领域
本发明涉及钢铁产品领域，尤其涉及一种大线能量焊接Q345级别钢板的生产方法。
背景技术
目前，国内外钢厂都在进行大线能量焊接用钢研究，但均未形成大线能量焊接专用钢品牌，而是仅仅作为品种钢的一个特性来推广应用。采用手工焊、埋弧焊等传统方法焊接，线能量一般为30~60KJ/cm，且多层焊、预热、垫板等焊接手段大大降低了施工效率。随着钢结构未来向大型化、厚规格化方向发展，为提高生产效率，采用>80KJ/cm的电渣焊、气电立焊等大线能量焊接工艺是必然趋势，钢板对大线能量焊接适应性被迫提高。
Q345钢是目前应用最为广泛的品种。普遍应用于高建、桥梁、压力容器、工程机械、海洋平台和造船等工程，常采用高效焊接形式，所以对线能量特性提出了更高要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大线能量焊接Q345级别钢板的生产方法，为满足钢板对大线能量焊接的适应性，首先，钢板要满足低碳成分、低碳当量易焊接、低焊接裂纹敏感性、大线能量焊接即“三低一大”要求，保证母材性能良好；其次要有高的屈服强度，焊接工艺简单，体现大线能量的焊接特性。针对以铁素体-珠光体组织为主体钢板大线能量焊接热影响区韧性恶化的情况，通过调整、改进钢板冶炼、轧制、热处理等生产工艺，采取措施进行有效抑制HAZ晶粒粗大、抑制高温区奥氏体晶粒的长大改善焊接热影响区韧性。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种大线能量焊接Q345级别钢板的生产方法，其工艺流程包括冶炼、连铸、加热、除磷、控轧控冷、热矫、堆垛缓冷、火切至成品，针对三个关键点加以控制：冶炼成分设计、控轧控冷及终轧后的冷却，其具体控制如下：
1）冶炼成分设计（wt%）：C≤0.13%、Si：0.25~0.45%、Mn：1.2~1.4%、Nb:0.10~0.30%、Ti:0.10~0.20%、P≤0.02%、S≤0.004%、［N］≤0.06%，CEV≤0.37，其余为铁及不可避免的微量杂质；
2）控轧控冷：连铸坯加热至1200~1230℃，总加热时间≥l0min/cm，其中最高加热温度为1230℃，均热温度≤l220℃，确保均热段在炉时间>60min；分两阶段轧制，I阶段开轧温度≤l140℃，累计压下率>60％；Ⅱ阶段开轧温度920℃，终轧温度<880℃，变形率控制在50%~60%；
3）终轧后的冷却：轧后快冷，冷却速率5~10℃/S，开冷温度≥850℃，返红温度≤680℃。
所述冶炼成分设计中，Ti/［N］=2.4~3.2。
本发明方案中降低连铸坯加热温度，能避免高温烧钢导致晶粒粗化，保持轧制前的奥氏体晶粒微细化。采用两段控轧，主要目的是尽可能多地形成铁素体相变核，有效细化铁素体晶粒。通过I阶段再结晶区反复变形使奥氏体晶粒微细化；Ⅱ阶段加大奥氏体未再结晶区的累积压下量，增加奥氏体单位体积的晶粒界面积和变形带面积，提高钢板强韧性。
上述冶炼成分设计中，C：0.08％~0.14％，碳化物会降低焊接性，影响HAZ韧性，降碳对大线能量钢板是必须的。另外低碳也体现着低碳当量、低焊接裂纹敏感性的特性。
锰是弱碳化物形成元素，且能改变铁素体的形核和长大，冷却条件下，通过析出强化和弥散强化，进一步细化晶粒，在保持强度的同时提高钢板韧性。
铌是强碳化物元素，不利于大线能量焊接的进行，但微量添加铌是对强度损失的弥补。
一定比例的Ti/［N］，有利于在焊接高温下形成比较稳定的TiN，可钉扎奥氏体晶界，抑制晶粒长大，并在焊后冷却时增加针状铁素体沉淀核，促进铁素体形成，提高HAZ韧性。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
经现场实践，依本发明生产的大线能量焊接Q345级别钢板的焊接接头性能良好，试样断裂均发生在母材处，且焊接接头无软化现象；随着线能量的增大，HAZ区-20℃、-40℃横向冲击值减小；冷弯性能良好，力学性能及焊接性能完全超过标准要求，取得了良好的效果；同时具有生产流程短、生产成本低、适合大批量生产等优点，可以广泛适用于各厚板生产厂家。
附图说明
图1是本发明实施例一中大线能量焊接Q345钢板的金相组织照片。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
本发明一种大线能量焊接Q345级别钢板的生产方法，其工艺流程包括冶炼、连铸、加热、除磷、控轧控冷、热矫、堆垛缓冷、火切至成品，针对三个关键点加以控制：冶炼成分设计、控轧控冷及终轧后的冷却，其具体控制如下
1）冶炼成分设计（wt%）：C:0.12%、Si：0.30%、Mn：1.30%、Nb：0.2%、、Ti:0.15%、P≤0.01%、S≤0.003%、［N］0.05%、CEV0.35，其余为铁及不可避免微量杂质；其中Ti/［N］=3；
冶炼时，钢水先经电炉冶炼后，送入LF精炼炉精炼，在精炼过程强化造白渣进行二次脱硫，确保S≤0.003%。
2）浇铸：保真空破坏后，在1545~1550℃温度范围内浇铸连铸坯，连铸坯厚度250mm；
3）加热，加热温度为1150~1250℃；
4）除磷，水压18~22Mpa；
5）轧制成品厚度为20mm，连铸坯加热至1220℃，总加热时间20min，确保均热段在炉时间60min；按两阶段控制轧制，第一阶段采用大压下，各道次变形量控制在15~25%，终轧温度控制在950℃；第二阶段开轧温度控制在920℃、终轧温度880℃、变形率控制在60%；
6）终轧后的冷却：轧制结束后，直接进入加速冷却装置，冷却速率5℃/S，开冷温度850℃，返红温度680℃；进入热矫机后堆垛缓冷，堆垛温度不低于400℃，时间不小于16小时，最终得到的产品微观组织为铁素体和珠光体组织的混合组织，见图1；
7）火焰切割至成品。
实施例2
本发明一种大线能量焊接Q345级别钢板的生产方法，其工艺流程包括冶炼、连铸坯、加热、除磷、控轧控冷、热矫、堆垛缓冷、切割检查至成品，针对三个关键点加以控制：冶炼成分设计、控轧控冷及终轧后的冷却，其具体控制如下
1）冶炼成分设计（wt%）：C:0.13%、Si：0.40%、Mn：1.40%、Nb：0.3%、、Ti:0.10%、P≤0.01%、S≤0.003%、［N］0.04%、CEV0.34，其余为铁及不可避免微量杂质；其中Ti/［N］=2.5；
冶炼时，钢水先经电炉冶炼后，送入LF精炼炉精炼，在精炼过程强化造白渣进行二次脱硫，确保S≤0.003%。
2）浇铸：保真空破坏后，在1545~1550℃温度范围内浇铸连铸坯，连铸坯厚度250mm；
3）加热，加热温度为1150~1250℃；
4）除磷，水压18~22Mpa；
5）轧制成品厚度为30mm，连铸坯加热至1230℃，总加热时间30min，确保均热段在炉时间60min；按两阶段控制轧制，第一阶段采用大压下，各道次变形量在15~25%，终轧温度控制在960℃；第二阶段开轧温度控制在930℃、终轧温度870℃、变形率控制在50%；
6）终轧后的冷却：轧制结束后，直接进入加速冷却装置，冷却速率10℃/S，开冷温度860℃，返红温度670℃；进入热矫机后堆垛缓冷，堆垛温度不低于400℃，时间不小于16小时，最终得到的产品微观组织为铁素体和珠光体组织的混合组织；
7）火焰切割至成品。
上述两个实施例生产的产品实物力学性能如下表1所示。
表1
取实施例1和实施例2中钢板制作样件，每个实施例各制作两组样件，进行气电立焊焊接试验：大线能量焊接主要的问题是在如此大的焊接能量下，焊接热影响区(HAZ)的组织将急剧长大，焊接部位的钢板韧性将大幅下降。因此大线能量钢板的焊接试验主要是对HAZ韧性的检验。
焊接条件为：常温，不预热，单层焊，焊丝牌号DWS-40G，焊丝直径1.6mm，焊接电流390~410A，焊接电压35~43V，各样件的焊接速度及线能量见下表2。
表2
经过对比发现，本发明短流程工艺试制的TMCP型Q345级别钢板完全满足采用80~140J/cm大线能量焊接的性能标准要求。
Claims (1)
1.一种大线能量焊接Q345级别钢板的生产方法，其工艺流程包括冶炼、连铸、加热、除磷、控轧控冷、热矫、堆垛缓冷、火切至成品，其特征在于，针对三个关键点加以控制：冶炼成分设计、控轧控冷及终轧后的冷却，其具体控制如下：
1)冶炼成分设计(wt％)：C≤0.13％、Si：0.25～0.45％、Mn：1.2～1.4％、Nb:0.10～0.30％、Ti:0.10～0.20％、P≤0.02％、S≤0.004％、[N]≤0.06％，CEV≤0.37，其余为铁及不可避免的微量杂质；所述冶炼成分设计中，Ti/[N]＝2.4～3.2；
2)控轧控冷：连铸坯加热至1200～1230℃，总加热时间≥l0min/cm，其中最高加热温度为1230℃，均热温度≤l220℃，确保均热段在炉时间>60min；分两阶段轧制，I阶段开轧温度≤l140℃，累计压下率>60％；Ⅱ阶段开轧温度920℃，终轧温度<880℃，变形率控制在50％～60％；
3)终轧后的冷却：轧后快冷，冷却速率5～10℃/S，开冷温度≥850℃，返红温度≤680℃。
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
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| CN101289728A (zh) * | 2007-04-20 | 2008-10-22 | 宝山钢铁股份有限公司 | 低屈强比可大线能量焊接高强高韧性钢板及其制造方法 |
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