[发明专利]用于制备高碳当量特厚钢板的真空焊接装置及其制备方法

权利要求书

1.一种高碳当量特厚钢板的制备方法，其特征在于，采用真空焊接装置进行，所述的真空焊接装置包括真空室，所述的真空室顶部设有上补热单元；所述的真空焊接装置还包括有下补热单元；所述的真空室内设置有双电子枪，所述的双电子枪与上下补热单元之间设有隔热装置，所述的隔热装置设有升降板和水冷板；

所述的制备方法包括以下步骤：

步骤1，表面铣削：

取两组连铸坯，对连铸坯的待复合表面进行铣削加工，使整个表面完全露出新鲜金属，在待复合面四周的边缘处加工出台阶，完成铣削加工，其中：所述的连铸坯成分为12Cr2Mo1R耐高温临氢钢，其化学成分质量百分含量为：C-0.12%，Cr-2.25%，Mo-1%，Ni-0.2%，Mn-0.45%，V-0.3%，经计算碳当量为0.92%；或为P20塑料模具钢，其化学成分质量百分含量为：C-0.28%，Mn-1.3%，Cr-1.85%，Mo-0.4%，经计算碳当量为0.91%，所述的连铸坯单坯尺寸为3.5m×2.5m×300mm或3.2m×2.4m×350mm，所述的台阶深度为3~4.5mm，宽度50mm；

步骤2，坯料翻转对齐：

将铣削加工完成的连铸坯进行叠合和对齐，并在铣削加工完成的连铸坯的待复合面的台阶中加入焊接用中间过渡层，得到组合坯料，其中，所述的中间过渡层尺寸以能够与台阶完全贴合为准，所述的中间过渡层厚度为3~4.5mm，宽度50mm，材质为低碳钢或超低碳钢，不含其他合金元素，碳质量含量0.03%；

步骤3，坯料预热：

将组合坯料预热至260~300℃并保温17~20h，预热过程中通入保护气体；

步骤4，坯料补热和真空电子束焊接：

(1)将预热后的组合坯料在真空室中抽真空，并通过上下补热单元对预热后的组合坯料补热至260~300℃的预热设定温度，上下补热的加热方式为采用红外线加热，真空室真空度为1.0×10^-2Pa或3.0×10^-2Pa；

(2)采用双电子枪进行真空电子束焊接，预热电子枪散焦预热至200~300℃或300~400℃后，焊接电子枪进行焊接，两枪之间的距离为100mm，采用170mA或180mA的电子束焊接电流，80kV的焊接电压与200mm/min或210mm/min的焊接速度，完成预热后的组合坯料的四周焊缝连接，焊接完成后以1-1.5^oC/min的速度缓冷至25~55℃，得到焊接完成的组合坯料；

步骤5，焊缝检查：

对焊接完成的组合坯料焊缝进行检查，确保焊接缺陷直径＜2mm，保证焊接合格；

步骤6，加热：

将焊接合格的组合坯料在升温速度1-1.5^oC/min条件下，加热至1200^oC后进行保温，保温7-8h；

步骤7，轧制：

将加热后的组合坯料进行轧制，开轧温度≥1150℃，轧制的总压下率50-65%，道次压下率≥5%，完成轧制并制得高碳当量特厚钢板，所述的高碳当量特厚板断面收缩率为42%或44%，满足Z35性能要求。

2.根据权利要求1所述的高碳当量特厚钢板的制备方法，其特征在于，所述的真空焊接装置的上补热单元通过升降杆与真空室顶部连接，所述的升降杆能够驱动上补热单元上下运动。

3.根据权利要求1所述的高碳当量特厚钢板的制备方法，其特征在于，所述的真空焊接装置配备有焊接小车，所述的焊接小车设有旋转工作台面，用于放置待焊接材料，所述的下补热单元设置在焊接小车旋转工作台面上。

4.根据权利要求1所述的高碳当量特厚钢板的制备方法，其特征在于，所述的真空焊接装置的双电子枪为预热电子枪和焊接电子枪。

5.根据权利要求1所述的高碳当量特厚钢板的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中，连铸坯预先经过退磁处理，将连铸坯退磁至剩磁≤3mT后，再对其待复合面进行铣削加工。