【文章內容簡介】 較大、結合面抗剪強度較低以及復層金屬厚度不均等方面。其余絕大多數廠家采用爆炸焊接和“爆炸焊接坯+軋制法”生產。多層金屬板的復合在國內仍處于試驗階段。我國的爆炸焊接法生產的復合板與國外水平相當，但軋制法生產的復合板其實物水平與日本還有差距，主要表現(xiàn)在未結合面占有的比例較大、結合面抗剪強度較低以及復層金屬厚度不均等方面，而且不同類型的鋼板之間的復合軋制技術還不成熟。因此開發(fā)復合板軋制技術既可彌補爆炸焊接法的缺陷，又可降低生產成本，有利于提高產品在國際市場上的競爭能力。但是，在生產鋼+鋁復合板時，常常會遇到以下幾個方面的問題：（1）對于單復層復合板而言，在熱軋過程中由于基、復層的延伸系數不同，造成復合板周邊基層的延伸、寬展量較大，從而導致切頭切尾及切邊量增大，更有嚴重者會造成復合板翹起抱輥或下爬鉆地溝，影響正常生產。（2）對于單復層復合板而言，由于基、復層的熱膨脹系數不同，在熱處理過程中鋼板會上凸或下凹。若復層朝上則鋼板上凸，這樣鋼板頭部易鉆入爐底輥道造成卡鋼：若復層朝下則鋼板下凹，由于鋼板接觸輥道底面積減少，因此，鋼板在運行過程中容易跑偏撞爐墻。出現(xiàn)這兩種情況均需停爐降溫處理，同樣影響生產。（3）對于對稱軋制復合板而言，板坯邊部的復合率不高，造成軋制過程中爛邊現(xiàn)象嚴重，一方面給組織生產帶來了困難，如增加切邊工序，損傷輥面，爛邊處應力集中造成軋制過程中斷帶等；另一方面切邊量太大導致成材率過低。（4）成品熱處理工藝不夠成熟，在所生產出的復合板中，有一部分性能達不到用戶使用要求。總的來說，我國的復合板生產水平與國外先進技術相比仍存在不小差距，但在某些方面己經同國外水平相當，比如鋼復合板爆炸焊接結合率問題、脆性材料的復合問題、合理熱處理工藝制度以及焊接工藝的確定等。2 生產方案和產品大綱的確定生產方案是指為完成產品方案中所規(guī)定的產品生產任務而采取的生產方案。應根據設計規(guī)模、產品質量及技術經濟指標的要求，結合具體條件，制定合理的生產方案。 生產方案選擇依據生產方案的選擇與設備的選擇是緊密相關的，兩者應同時加以考慮。確定生產方案時主要考慮以下幾點:（1）金屬與合金的品種、規(guī)格、狀態(tài)及質量要求。產品品種和規(guī)格不同，生產方案的選擇也不同，所設計的車間差別就很大，例如熱軋中厚板生產車間和管棒型材生產車間就存在根本性的差別。即使是同一種合金品種與規(guī)格產品，如果產品質量要求不同，也可能采用不同的生產方案。（2）年產量的大小。年產量不僅決定工藝過程的特點，同時也對設備選擇、連鑄坯尺寸和產品規(guī)格有直接的影響。例如，對于冷軋板帶鋼生產來說，產量不大時，可采用單機架生產；而產量大時，可采用連軋生產。（3）投資、建設速度、機械化與自動化程度、勞動條件、生產人員與管理人員的數量以及將來的發(fā)展。生產方案的選擇主要考慮經濟效果，在設計時可參考生產工藝比較成熟的類似車間，在滿足建廠的原則下制定合理的生產方案。 生產方案的確定 生產方案[2]軋機名稱成品規(guī)格（厚度寬度）/mmmm設計年產量/萬噸單機架軋機雙機架軋機1450mm中厚板軋機（40~30（1000~1250）15~2530~60單機架軋制：單機架布置生產是指在一架軋機上完成中厚板的軋制。軋機可選用四輥式和萬能軋機。這種方式由于是單機架軋制，粗軋與精軋都在一架軋機上完成，因此產品質量較差、規(guī)格受限、產量較低。但該方式投資小，適于對產品質量和產品要求不高的鋼板軋制。 產品方案的含義產品方案是指所設計的車間擬生產產品的名稱、品種（鋼種）、規(guī)格、交貨狀態(tài)、執(zhí)行標準、年計劃產量及在總產量中的比例。產品方案是車間今后組織生產的依據，因為產品方案不但規(guī)定了車間的類型，同時也規(guī)定了車間生產品種的方向。根據產品方案可以選擇設備和確定生產工藝。產品方案一旦決定，不宜輕易變更，否則就無法組織生產。 編制產品方案的原則在適應市場需要的前提下，應根據原料、公輔設施、總圖、能源、環(huán)保、投資等來確定軋鋼車間的設計規(guī)模。軋鋼車間的產品方案應按市場調查、供坯條件及主要工藝設備的組成及性能進行編制。產品方案的編制一般應遵循下列原則：（1）滿足市場和國民經濟發(fā)展對產品的要求。產品方案的編制根據國內外市場短期和長期對產品數量、質量和品種等方面的需要。（2）產品平衡。產品方案的編制應考慮國內外鋼廠生產的布局和配套設施以及出口的問題。（3）建廠地區(qū)的條件、生產資源、自然條件、運輸條件、投資等的可能性。在進行產品方案編制時，要以以上三點為依據，全面考慮，三者不可偏廢。如果一個企業(yè)有兩個以上同類軋鋼車間，那么各車間生產的產品品種、規(guī)格應有合理的分工，盡量實現(xiàn)專業(yè)化生產；即使只有一個軋鋼車間也應確定最佳的產品范圍，以便經濟合理地進行生產。 產品方案產品方案確定之后，應按名稱、鋼種、狀態(tài)、執(zhí)行標準、規(guī)格范圍、年產量、比例等列成表，也稱產品大綱。 產品方案[2]序號產品名稱及用途代表品種產品規(guī)格/mm執(zhí)行標準年產量/t比例/%厚度寬度1碳素結構鋼Q23A~850~1750JIS G310110480%2鋁合金10503~482500~700010420%Q235A韌性和塑性較好，有一定的伸長率，具有良好的焊接性能和熱加工性。Q235A一般在熱軋狀態(tài)下使用，用其軋制的型鋼、鋼筋、鋼板、鋼管可用于制造各種焊接結構件、橋梁及一些普通的機器零件，如螺栓、拉桿、鉚釘、套環(huán)和連桿等。中文名：Q235A 標準：GB/T 7002006碳：C≤% 抗拉強度：σb370～500mpa鋁合金1050為工業(yè)純鋁，具有高的可塑性、耐蝕性、導電性和導熱性，但強度低，熱處理不能強化可切削性不好；可氣焊、氫原子焊和接觸焊，不易釬焊；易承受各種壓力加工和引伸、彎曲。（國家標準GB/T 68932000）3 工藝流程設計 制定生產工藝流程的依據軋鋼生產工藝流程就是將不同的原料（不同成分、形狀、尺寸的鋼坯或連鑄坯）軋制成具有一定形狀、尺寸和性能的鋼材所必須進行的一系列生產工序按次序排列起來。顯然，不同的軋制產品具有不同的工藝流程。制定軋鋼廠生產工藝流程是軋鋼產設計的核心問題，也是工藝設計中的一項重要工作，它直接關系到整個設計能否滿足設計任務書的要求。合理的生產工藝流程應該是在保證完成設計任務書中規(guī)定的質量和產量的前提下，具有最低的消耗、最少的設備、最小的廠面積、最低的產品成本，并且有利于產品質量的不斷提高和將來的發(fā)展，具有較好的勞動條件和最好的經濟效果。制訂生產工藝流程的主要依據有一下幾點：（1）根據生產方案的要求。由于產品的產量、品種、規(guī)格及質量的要求不同，所采用的生產方案也就不同，那么主要工序就有很大的差別。因此，生產方案是編制生產工藝流程的依據。（2）根據產品的質量要求。為了滿足產品技術條件要求，就要有相應的工序給以保證。因此，滿足產品標準的要求是設計生產工藝流程的基礎。（3）根據廠生產率的要求。由于廠的生產規(guī)模不同，所要求的工藝過程復雜程度也不同。在生產同一產品情況下，生產規(guī)模越大的廠，其工藝過程也越復雜。因此，設計時生產率的要求是設計工藝過程的出發(fā)點。 工藝流程方案脫脂處理又稱除油處理。指從廢水、污泥或固體廢物中去除油脂的方法。從廢水中分離油脂的設備有隔油池和除油池。另外，它也指從機器部件或鐵制產品表面上除掉油脂的過程。油脂主要來自機加工時沾上的潤滑油、防銹油，貯存期間的油封，模制時的脫膜劑以及磨拋光時沾上的拋光膏等。脫脂的方法有：有機溶劑脫脂、化學脫脂、電化學脫脂等。有時需要幾種方法同時使用。退火是一種金屬熱處理工藝，指的是將金屬緩慢加熱到一定溫度，保持足夠時間，然后以適宜速度冷卻。目的是降低硬度，改善切削加工性；消除殘余應力，穩(wěn)定尺寸，減少變形與裂紋傾向；細化晶粒，調整組織，消除組織缺陷。鉚接是一個機械詞匯，是使用鉚釘連接兩件或兩件以上的工件。軋制復合法主要用于雙金屬板及減震鋼板、鋁塑復合板的成形。軋制復合時，按照坯料是否加熱，可分為熱軋復合、冷軋復合和溫軋復合三種。碳鋼+：純鋁打磨打磨脫脂處理脫脂處理清洗清洗鉚接加熱退火軋制復合碳鋼粗矯精整 碳鋼+鋁兩層復合中厚板軋制工藝流程4 軋制工藝規(guī)程制定 原料設計 不同溫度對軋后組元厚比分配的影響,鋼為2mm，原始厚比(H2H1)+鋁板材在壓下量為30%時，預熱溫度為300℃，400℃，450℃，500℃,預熱時間十分鐘進行軋制復合，[1]。 不同溫度下軋后組元壓下量分配[1]，可以看出預熱溫度越高復合板材熱軋后的相對壓下量差越大。，隨著預熱溫度的升高，鋼組元的變形率下降。這是因為加熱后金屬鋁發(fā)生了軟化，軋制時更容易發(fā)生變形。而且預熱溫度越高，鋁的軟化程度越大，鋁的變形分配也就越大，鋼的變形分配相應就會減小。在軋制復合過程中，鋁層的變形杭力遠小于鋼層的變形抗力。因此，鋁層的變形占總變形的大部分。在共同加熱軋制復合情況下，熱軋預熱溫度越高，鋼的相對變形量越小。隨著預熱溫度的提高，鋁的變形率增加，鋼的變形率減小很明顯，這說明提高預熱溫度可以增大鋁合金的變形和提高各組元的塑性，同時又對降低鋼的變形程度有一定的效果，即減少了鋼的加工硬化，所以適當提高預熱溫度有利于復合板的再加工性能。 不同壓下量對軋后厚比分配的影響、原始厚比(H2H1)℃預熱十分鐘后的鋼+鋁復合板材進行壓下量分別為20%,30%, 35%和40%的熱軋，[1]。 總壓下量與組元壓下量的關系[1]對于軟金屬鋁而言，在相同的預熱溫度下，由于鋁較鋼的變形抗力低，所以鋁的壓下量總是大于鋼的壓下量。但是隨著壓下量的增加，鋁和鋼壓下量的差值逐漸減小。當總的壓下量繼續(xù)增大時，大的壓下量和快的變形速率導致鋼和鋁的加工硬化都增加，繼續(xù)變形變的越來越困難，由于鋁的壓下量大于鋼的壓下量，所以鋁先于鋼達到高的加工硬化，使得鋁和鋼的變形抗力趨于一致。所以隨著總壓下量的增大，二者壓下量的差值減小，這有利于共同變形，達到良好的復合效果。 原料的尺寸根據上述實驗結果，取軋制溫度400℃、壓下量30%時的實驗數據計算：原料規(guī)格：Q235A 鋼規(guī)格：1250mm7133mm1050鋁合金厚度：1250mm6511mm產品規(guī)格：根據金屬塑性變形時的體積不變條件；復合板規(guī)格：14mm1250mm10000mm鋼的規(guī)格： 1250mm10000mm鋁的厚度： 1250mm10000mm總壓下量： 6