一种用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种金属坯料的制造方法，尤其涉及一种用于生产金属复合板的坯料 的制造方法。
【背景技术】
[0002] 钢铝复合板是现代工业生产中常用的金属复合板材，其较之钢板重量轻，并具有 很多优良的性能，因此广泛用于各行业中。随着制造工业的发展，目前市场对钢铝复合板的 需求量越来越大，因此希望优化钢铝复合板的制造工艺，提高其生产效率。
[0003] 现有技术中具有很多钢铝复合板的生产方法，例如有复合轧制法、爆炸轧制法等， 但是现有的制造方法普遍存在钢铝复合板的坯料制备工艺复杂、环保受限、制造周期长、一 线工人劳动强度高等问题，从而造成钢铝复合材料成材率低、批量生产受到限制、成本高、 经济性差，这些问题间接影响了终端钢铝复合板材的质量，进而影响了钢铝复合板材的普 及应用。
[0004][0005]
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于提供一种用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法，该方法生产 效率高，适应加热设备、乳机设备的能力强，弥补了现有生产技术的不足。金属材料轧制、锻 造企业可批量使用该方法制得的钢铝复合板的坯料，可以基于已公开的金属扩散焊机理， 根据自有加热、乳制、热处理设备灵活确定轧制工艺，进一步制造出企业设备能力极限范围 内的钢-铝复合板、钢-铝-钢复合板以及钢-铝锻件、钢-铝-钢锻件。
[0007] 为了实现上述发明目的，本发明提出了一种用于生产钢铝复合板的坯料的制造方 法，其包括步骤：
[0008] (1)坯料表面处理：将待复合的钢坯料和铝坯料进行表面预处理；
[0009] (2)组坯：在铝坯料的周围放置钢坯料，其中与铝坯料上表面接触的为钢坯料上基 料，与铝坯料下表面接触的为钢坯料下基料，沿铝坯料周向方向设置的为钢坯料封条，所述 钢坯料上基料、钢坯料下基料与钢坯料封条形成一相对密闭的空间，所述铝坯料设置在该 相对密闭的空间内，所述铝坯料长度方向上的两端部与钢坯料封条之间具有间隙，以给予 铝坯料足够的横向延展空间；
[0010] (3)点焊定型；可采用手工焊接、气体保护焊、氩弧焊对组合完成点焊定型，确保坯 料之间的相对位置在进入下一道工序前不会发生移动；
[0011] (4)焊接：将定型后的组坯坯料的所有结合面边缘焊接密封。
[0012] 进一步地，本发明所述的用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法的步骤（1)中，经 过表面预处理的所有坯料的待焊接结合面的平面度< lmm/m2,以确保电子束密封焊接质量 满足要求。
[0013] 进一步地，本发明所述的用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法的步骤（1)中，经 过表面预处理的所有坯料的待焊接结合面的粗糙度Ra < 12. 5 μ m，以确保钢铝复合坯后续 的加热轧制焊合质量。
[0014] 进一步地，本发明所述的用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法的步骤（2)中，钢 坯料封条的宽度为15_80mm，该宽度范围能保证焊接强度达到后续加热轧制所需的焊合强 度要求。需要说明的是，由于在组坯时钢坯料封条的外边沿与钢坯料上基料和钢坯料下基 料的外边沿是平齐的，因此本文中钢坯料封条的宽度是指自钢坯料封条的外边沿(或钢坯 料上基料/钢坯料下基料的外边沿）朝着铝坯料的方向延伸的尺寸。
[0015] 进一步地，本发明所述的用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法的步骤（4)中，采 用真空电子束焊接。真空电子束焊接可以使钢铝焊接可实现深熔密封焊接(焊缝深宽比可 大于20 :1)，不仅能最大程度地降低坯料的热影响区，并且能保证焊接强度，避免复合表面 在后续加工过程中因焊缝漏气而被氧化。
[0016] 更进一步地，本发明所述的用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法的步骤（4)中， 焊接真空度< 1.0 Pa。将焊接真空度控制在该范围内可有效防止钢铝表面氧化层的形成，同 时降低了真空抽气时间，提高了加工效率，降低了加工成本。
[0017] 进一步地，本发明所述的用于生产钢铝复合板坯料的方法的步骤（4)中，焊接深度 为10-80mm。该焊接深度能保证焊接强度达到后续加热轧制所需的焊合强度要求。
[0018] 进一步地，本发明所述的用于生产钢铝复合板坯料的方法的步骤（4)中，焊缝宽度 > 2mm。该焊接宽度须能保证焊接强度达到后续加热轧制所需的焊合强度要求。
[0019] 进一步地，本发明所述的用于生产钢铝复合板坯料的方法还包括步骤（5)焊接应 力消除和焊缝检查。可使用锤击振动消除焊接应力。目测有缺陷的焊接部位也可以用手工 电弧焊补焊完善。
[0020] 在本技术方案中，涉及到的钢坯料封条可以采用热轧槽钢、U型冷弯型钢加工制 得。
[0021] 需要说明的是，本技术方案中的钢铝复合板的坯料包括钢-铝复合板的坯料和 钢-铝-钢复合板的坯料。
[0022] 本发明所述的用于生产钢铝复合板坯料的方法生产效率高，成本低，复合效果 好，适用范围广，加工方便。采用该方法可以制备厚度50-1000mm，宽度400-2000mm，长度 2000-3500mm的钢-铝、钢-铝-钢复合坯料。金属材料轧制、锻造加工企业也可以根据自 身工艺设备条件和客户需要，通过后续的轧制、锻造、加工、精整等步骤，可以基于已公开的 金属扩散焊机理，根据自有加热、乳制、热处理设备灵活确定轧制工艺，进一步制造出企业 设备能力极限范围内的钢-铝复合板、钢-铝-钢复合板以及钢-铝锻件、钢-铝-钢锻件。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明所述的用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法中组坯步骤的复合 板的坯料的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024] 下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的用于生产钢铝复合板的 坯料的制造方法做进一步的解释和说明，然而，以下解释和说明并不对本发明的技术方案 构成不当限定。
[0025] 按照下列步骤制造钢-铝-钢复合板的坯料：
[0026] (1)表面预处理，将待复合的钢坯料和铝坯料进行表面预处理：对待复合的钢坯料 和铝坯料进行铣床加工或矫直机校平，再将坯料结合面水平放置，使用砂轮进行打磨，清除 表面杂物，使表面光洁、平整，再进行抛光打磨，对加工表面金属屑、油渍、积尘等杂物进行 擦拭清理，露出金属鲜面。
[0027] (2)按照如图1所示的方式组坯：在铝坯料1的上表面放置钢坯料上基料2,在铝 坯料下表面放置与其接触的钢坯料下基料3,沿铝坯料周向方向放置钢坯料封条4,从而使 钢坯料上基料2、钢坯料下基料3与钢坯料封条4形成一相对密闭的空间，铝坯料1位于该 相对密闭的空间内，且铝坯料长度方向上的两端部与钢坯料封条4之间具有间隙，从而给 予铝坯料足够的横向延展空间；
[0028] (3)采用电焊点焊定型，确保坯料之间的相对位置在吊运进入下一道工序前不会 发生移动；
[0029] (4)将定型后的组坯坯料运至真空焊箱体内，所有结合面P采用真空电子束焊进 行深度焊接密封；
[0030] (5)焊接完毕后，使用锤击振动消除焊接应力，目测有缺陷的焊接部位用手工电弧 焊补焊完善。
[0031] 为了进一步提高本案的实施效果，在上述方法中，步骤（1)中，控制经过表面预处 理的所有坯料的待焊接结合面的平面度彡lmm/m 2,粗糙度Ra彡12. 5 μ m ;步骤（2)中，控制 钢坯料封条的宽度为15-80_ ;步骤（4)中，控制焊接真空度< 1.0 Pa，焊接深度10-80_，焊 接览度3 2_。
[0032] 表1中列出了本技术方案的实施例1-3中各步骤的具体工艺参数。
[0033] 表 1.
[0034]
【主权项】
1. 一种用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，包括步骤： (1) 表面预处理：将待复合的钢坯料和铝坯料进行表面预处理； (2) 组坯：在铝坯料的周围放置钢坯料，其中与铝坯料上表面接触的为钢坯料上基料， 与铝坯料下表面接触的为钢坯料下基料，沿铝坯料周向方向设置的为钢坯料封条，所述钢 坯料上基料、钢坯料下基料与钢坯料封条形成一相对密闭的空间，所述铝坯料设置在该相 对密闭的空间内，所述铝坯料长度方向上的两端部与钢坯料封条之间具有间隙； (3) 点焊定型； (4) 焊接：将定型后的组坯坯料的所有结合面边缘焊接密封。
2. 如权利要求1所述的用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，在所述 步骤（1)中，经过表面预处理的所有坯料的待焊接结合面的平面度< lmm/m2。
3. 如权利要求1所述的用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，在所述 步骤（1)中，经过表面预处理的所有坯料的待焊接结合面的粗糙度Ra < 12. 5 y m。
4. 如权利要求1所述的用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，在所述 步骤（2)中，钢坯料封条的宽度为15-80mm。
5. 如权利要求1所述的用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，在所述 步骤（4)中，采用真空电子束焊接。
6. 如权利要求5所述的用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，在所述 步骤（4)中，焊接真空度< 1.0 Pa。
7. 如权利要求1所述的用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，在所述 步骤（4)中，焊接深度为10-80mm。
8. 如权利要求1所述的用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，在所述 步骤（4)中，焊接宽度彡2mm。
9. 如权利要求1所述的用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法，其特征在于，还包括 步骤（5):焊接应力消除和焊缝探伤检查。
【专利摘要】本发明公开了一种用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法，其包括步骤：（1）表面预处理；（2）组坯：在铝坯料的周围放置钢坯料，其中与铝坯料上表面接触的为钢坯料上基料，与铝坯料下表面接触的为钢坯料下基料，沿铝坯料周向方向设置的为钢坯料封条，所述钢坯料上基料、钢坯料下基料与钢坯料封条形成一相对密闭的空间，所述铝坯料设置在该相对密闭的空间内，所述铝坯料长度方向上的两端部与钢坯料封条之间具有间隙；（3）点焊定型；（4）焊接：将定型后的组坯坯料的所有结合面边缘焊接密封。本发明所述的用于生产钢铝复合板的坯料的制造方法生产效率高，适应设备能力强，可以由该坯料进一步制得钢铝复合板。
【IPC分类】B23K28-02
【公开号】CN104801859
【申请号】CN201410039053
【发明人】郄应文, 李炬钢
【申请人】上海却尘科技有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2014年1月27日