一种降低经多次焊接后性能衰减幅度的钢板制备方法与流程

本技术属于钢板制备，尤其涉及一种降低经多次焊接后性能衰减幅度的钢板制备方法。

背景技术：

1、钢板作为钢铁材料的核心品类，市场应用场景广泛，可适配船舶、建筑钢结构、工程机械、桥梁工程等众多关键领域。焊接是钢板构件成型、实现结构功能化的核心加工工序，实际工程中85%以上的钢板构件均需通过焊接完成装配成型。受焊接工艺、施工环境、母材状态等多重因素影响，焊接缺陷难以完全规避，因此工程中普遍需要对缺陷位置进行补焊修复，部分工况需进行二次、三次甚至多次反复焊接。

2、现有常规热轧钢板普遍存在多次焊接热循环后力学性能衰减严重的技术缺陷，服役安全性受限。在强度方面：常规钢板单次焊接后强度衰减约10%，二次焊接后强度衰减超20%，最高可达30%；经三次及以上多次焊接后，超过90%的常规钢板强度无法满足工程设计要求。在韧性方面性能劣化更为突出：常规钢板单次焊接后韧性衰减约20%、韧脆转变温度上升约10℃；二次焊接后韧性衰减超50%、韧脆转变温度上升约20℃；多次焊接后钢板韧性最大衰减可达90%，韧脆转变温度上升40℃以上，完全丧失服役性能。

3、由于现有钢板多次焊接后强韧性衰减幅度大、性能稳定性差，现行工程规范仅允许单次补焊，严禁多次焊接修复。该限制导致大量存在局部焊接缺陷的构件只能整体报废，造成钢材资源浪费、施工成本增加、工程工期延误等问题。

技术实现思路

1、为解决上述现有技术中存在的部分或全部技术问题，本技术提供了一种降低经多次焊接后性能衰减幅度的钢板制备方法。

2、本技术提供了一种降低经多次焊接后性能衰减幅度的钢板制备方法，包括以下步骤：

3、步骤s1：冶炼连铸得到连铸坯，以质量百分比计，所述连铸坯的化学成分为：c0.13%～0.17%、si 0.25%～0.35%、mn 1.30%～1.60%、s≤0.007%、p≤0.010%、nb 0.022%～0.032%、ti 0.008%～0.020%、cr 0.05%～0.25%，余量为fe及不可避免杂质；

4、步骤s2：将200～300mm厚连铸坯加热至1130℃～1170℃，保温满足设定加热时间后出炉，进行粗轧制，粗轧后得到第一中间坯，所述第一中间坯的厚度为成品钢板厚度2.9倍～3.3倍；

5、步骤s3：对第一中间坯进行中间冷却，冷却温度区间为950℃～980℃，冷却完成后空冷至890℃～940℃，开展第二阶段轧制，得到第二中间坯，所述第二中间坯的厚度为成品钢板厚度1.4倍～1.6倍；

6、步骤s4：将第二中间坯空冷至830℃～870℃，进行最后阶段轧制，轧至成品钢板设定厚度；

7、步骤s5：对轧制后的钢板实施acc加速水冷冷却处理，开冷温度790℃～825℃，终冷温度580℃～630℃；

8、步骤s6：将加速冷却后的钢板下线堆垛缓冷，缓冷起始温度485℃～535℃，缓冷至钢板整体温度≤100℃后出垛切割。

9、优选的，步骤s2中，连铸坯的加热时间满足公式t≥0.8h+25，其中h为连铸坯厚度，单位为mm，t为加热时间，单位为min；连铸坯出炉温度控制在1135℃～1165℃。

10、优选的，步骤s2中，粗轧开轧温度为1105℃～1135℃，粗轧末道次温度为985℃～1015℃，粗轧总道次为3～6道。

11、优选的，步骤s2为粗轧工序，当目标成品厚度规格为30mm时，采用250mm厚度连铸坯，粗轧设置5个轧制道次，轧制后获得厚度区间91mm～95mm的第一中间坯，并将该中间坯冷却至950℃～970℃；

12、当目标成品厚度规格为40mm时，采用300mm厚度连铸坯，粗轧设置6个轧制道次，轧制后获得厚度区间122mm～126mm的第一中间坯，并将该中间坯冷却至960℃～980℃；

13、当目标成品厚度规格为50mm时，采用300mm厚度连铸坯，粗轧设置4个轧制道次，轧制后获得厚度区间153mm～157mm的第一中间坯，并将该中间坯冷却至960℃～980℃。

14、优选的，步骤s3为第二阶段轧制工序；

15、当目标成品厚度规格为30mm时，中间坯冷却完成后空冷至920℃～940℃进入轧制，共设置3道轧制工序，轧制完成后获得厚度区间44mm～46mm的第二中间坯；

16、当目标成品厚度规格为40mm时，中间坯冷却完成后空冷至900℃～920℃进入轧制，共设置5道轧制工序，轧制完成后获得厚度区间59mm～61mm的第二中间坯；

17、当目标成品厚度规格为50mm时，中间坯冷却完成后空冷至890℃～910℃进入轧制，共设置5道轧制工序，轧制完成后获得厚度区间74mm～76mm的第二中间坯。

18、优选的，步骤s4为最后阶段轧制工序，采用3个轧制道次；

19、当目标成品厚度规格为30mm时，将第二中间坯空冷至850℃～870℃后开展终轧；

20、当目标成品厚度规格为40mm时，将第二中间坯空冷至840℃～860℃后开展终轧；

21、当目标成品厚度规格为50mm时，将第二中间坯空冷至830℃～850℃后开展终轧。

22、优选的，步骤s5为acc加速水冷工序；

23、当目标成品厚度规格为30mm时，钢板轧制完成后开冷温度790℃～810℃，终冷温度610℃～630℃，辊道运行速度1.10m/s～2.10m/s，冷却速度6℃/s～10℃/s；

24、当目标成品厚度规格为40mm时，钢板轧制完成后开冷温度800℃～820℃，终冷温度600℃～620℃，辊道运行速度0.85m/s～1.85m/s，冷却速度5℃/s～9℃/s；

25、当目标成品厚度规格为50mm时，钢板轧制完成后开冷温度805℃～825℃，终冷温度580℃～600℃，辊道运行速度0.65m/s～1.65m/s，冷却速度4℃/s～8℃/s。

26、优选的，步骤s6为堆垛缓冷工序，缓冷至钢板整体温度≤100℃后出垛；

27、当目标成品厚度规格为30mm时，钢板堆垛缓冷起始温度控制在485℃～515℃；

28、当目标成品厚度规格为40mm时，钢板堆垛缓冷起始温度控制在495℃～525℃；

29、当目标成品厚度规格为50mm时，钢板堆垛缓冷起始温度控制在505℃～535℃。

30、本技术提供了一种采用上述方法制备的降低经多次焊接后性能衰减幅度的钢板，所述钢板的屈服强度≥355mpa，抗拉强度≥490mpa，断后伸长率≥25%，-40℃akv冲击韧性≥200j；所述钢板经3次焊接后，强度性能衰减率≤15%，-40℃冲击韧性衰减率≤40%；经4次焊接后，强度性能衰减率≤20%，-40℃冲击韧性衰减率≤50%。

31、优选的，成品钢板的厚度范围为20mm～50mm，宽度范围为1500mm～4100mm。

32、本技术的降低经多次焊接后性能衰减幅度的钢板制备方法具有如下优点和积极效果：

33、（1）制备所得的钢板具备优异的抗多次焊接热衰减性能，对焊接热循环的耐受能力突出，性能衰减规律可控，稳定性高。钢板经3次焊接后，强度性能衰减率不超过15%，-40℃冲击韧性衰减率不超过40%；经4次焊接后，强度性能衰减率不超过20%，-40℃冲击韧性衰减率不超过50%，多次焊接修补后仍可稳定维持合格的力学性能，有效提升了构件焊接施工的容错率，避免了多次补焊引发的性能失效问题。

34、（2）采用多阶段分段控轧控冷的精细化工艺，可实现轧制、冷却全流程参数的精准协同调控，有效细化钢板基体晶粒，优化微细析出相的分布状态，均匀内部组织并释放残余内应力。通过该工艺制备的钢板母材综合力学性能优良，强韧性匹配合理、组织均匀性好。