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钛复合板的前世今生

钛因其优良的耐腐蚀性而被大量用作各种化学反应容器、热交换器材料,但缺点是成本较高。特别是作为结构部件使用时这个问题尤为突出,有效的解决方法就是使用钛钢复合板。钛与普通钢的复合材称之为钛钢复合材,既有钛的耐蚀性,又有普通钢板作为结构物的强度,重要的是成本也大

钛钢复合板制造方法

一般复合钢板的制造方法有:填充金属钢锭轧制法、爆炸复合法、轧制压接法、堆焊法等。考虑到钛的特性,工业上常采用爆炸复合法或轧制压接法,而实际的生产方法则包括①爆炸复合法,轧制压接法又包括②厚板轧制法③与连续热轧法。爆炸复合法通常是在常温下进行的,轧制压接法是将板组装、加热轧制。

爆炸复合法

爆炸复合法的要点:首先将欲压接的2张金属板之间保持一定间隔放置,在其上面再放上适量炸药。由炸药的一端起爆,爆炸速度每秒数千米,凭借该爆发能钛板从基材钢板的角度碰撞。在该碰撞点基材钢板与钛板因非常大的变形速度与超高压下显示出流体行为,两金属表面的氧化膜、气体吸附层作为金属喷流而排除掉,干净的面与面之间的接合就在瞬间完成,称之为冷接合。

采用该法制造的钛钢复合板可继续热轧至板厚为4mm,所以又称为爆炸复合法。

厚板轧制法

厚板轧制法最初将钛板(复合材)与钢板(基材)以嵌入式的板坯组装。这时,在钛板与钢材之间放入合适的中间嵌入材,再在高真空下采用电子束焊接。最后放入加热炉加热后,在厚板轧机上强压轧到所要求的厚度,这样钛板与钢板则真正接合了。最后将外围切割,分离为2张板。

连续热轧法

连续热轧法与厚板轧制法基本相同,所不同的是2张板中间加入的是钢板,在大气下进行电弧焊接,最后在连续热轧机上连续轧至所要求的厚度,以带卷形式取出。最后将外围切割,分离为2张板。

钛钢复合板问题及防治

质量问题

防治措施

1、复合板缺陷

1)坚持来料复验制度,复合板的结合状况应逐张检验。重点是过渡接头、法兰等。对钛材不考虑强度的复合板,探伤要求周边50mm宽的范围内连续100%超声波探伤,其余区域做200mm间距探伤。其余,100%探伤。

2)复合板塑性差时,要重新退火,消除应力,提高其性能,防止后续制作产生缺陷。

3)对卷筒、冲压封头等牵扯板需要弯曲操作时,当温度低时,要火焰预热弯曲部位,防止产生鼓泡或裂纹。

4)在刨破口、钻管孔操作时,下料和钻孔操作要尽量从钛层向钢层方向加工,防止将复合板撕开或形成裂纹。

2、焊接缺陷

1)焊接钛层要用纯度不低于99.99%的氩气做保护气体。此外焊丝不允许有裂纹、夹层。

2)焊接前认真清理、处理工件焊接区。环境温度低于5℃,应用火焰预热基层钢面。

3)对于钛钢复合板设备,钛焊缝加工工艺为贴条加工,即将复合板边部15mm范围内钛层去除,先焊接钢材焊缝,再用50mm宽钛板条将钢焊缝完全覆盖,进行钛层的焊接,同时氩气保护。

4)对复合板表面微裂纹必须将缺陷清除干净后再进行补焊。对于小裂纹可采用直接补焊法。

5)对于制作以及成检过程中发现的不贴合,若面积大必须更换材料,若面积小,可以采用补救,用不结合区用钛铆钉进行加固,铆钉以少为宜。