專利名稱:一種爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及一種爆炸-軋制大面積復(fù)合材料的制造技術(shù),特別是一種爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板的制備方法。
背景技術(shù):
采用爆炸-軋制方法制作的鈦鋼復(fù)合板受目前市場鈦板供貨尺寸的限制, 為了滿足用戶對鈦-鋼復(fù)合板的不同尺寸要求,有以下兩種解決方法
一是將爆炸-軋制后的鈦鋼復(fù)合板進(jìn)行拼接。這種方法大大增加了后續(xù)鈦鋼復(fù)合板的焊接量,不僅復(fù)層鈦需要焊接,而且基層鋼也需要焊接,鐵在鈦中溶解度非常低,一般只有0. 1% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)),超過此限,會生成TiFe、TiFe2金屬間化合物,使焊縫嚴(yán)重脆化。因此鈦鋼復(fù)合板焊接時(shí),要通過結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和合理的選擇焊接參數(shù)才能實(shí)現(xiàn)鋼基層與鈦復(fù)層互不熔合,即鈦與鈦、鋼與鋼各自進(jìn)行焊接。因此這種方法焊接工作量大、生產(chǎn)成本高、生產(chǎn)效率低。二是將采購的原始復(fù)層鈦板進(jìn)行拼接。這種方法只需要在爆炸-軋制前將原始復(fù)層鈦板進(jìn)行拼接即可。但以這樣鈦板拼焊后的焊接接頭,必須經(jīng)得起后序爆炸焊接過程中爆轟波的巨大沖擊作用和軋制過程中的反復(fù)輥壓,因此要求鈦焊接接頭必須具有很好的韌性和延展性。但由于鈦具有熔點(diǎn)高,熱容大,導(dǎo)熱性差以及化學(xué)活性高等特殊性質(zhì),它的焊接技術(shù)遠(yuǎn)不及不銹鋼焊接普及,在焊縫保護(hù)措施、工藝規(guī)范和操作要求方面要比不銹鋼焊接復(fù)雜嚴(yán)格。焊接鈦材時(shí),焊縫和高溫?zé)嵊绊憛^(qū)金屬一方面易與空氣中的氧、氫、氮等氣體發(fā)生作用,并與工件焊絲表面粘附的含氧、碳、氮、氫等元素的化合物作用,被氧、碳、氮、氫雜質(zhì)污染,使接頭的強(qiáng)度和硬度升高,塑性下降,易產(chǎn)生氣孔、裂紋等缺陷;另一方面,鈦焊縫和高溫?zé)嵊绊憛^(qū)晶粒易長大,也使接頭的塑性下降。焊接時(shí)除必須保證焊縫金屬的性能之外,還必須保證焊接熱影響區(qū)的性能。這種焊接方法工藝技術(shù)要求復(fù)雜嚴(yán)格。經(jīng)專利檢索,目前尚沒有爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板用復(fù)層鈦板焊接方法的相關(guān)專利文獻(xiàn)報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板用復(fù)層鈦板的焊接方法,以滿足用戶對鈦鋼復(fù)合板不同尺寸的要求。為了實(shí)現(xiàn)解決上述技術(shù)問題的目的,本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案 本發(fā)明的一種爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板的制備方法,包括下述工藝 1)、鈦板拼接
當(dāng)鈦板厚度不大于7mm時(shí),采用不開坡口無間隙等離子弧焊進(jìn)行鈦板的焊接,完成鈦板拼接;
當(dāng)鈦板厚度大于7mm時(shí),采用開坡口 Y型等離子弧焊進(jìn)行打底焊后再采用自動鎢極氬弧焊進(jìn)行蓋面焊接,以保證焊縫成形美觀;2)、焊后無損檢測按JB4730-2005I級合格;
3)、爆炸焊接以焊接后的鈦板為復(fù)層與基層鋼板進(jìn)行爆炸焊接;
4)、爆炸焊接后無損檢測對爆炸焊接后的復(fù)層鈦焊縫進(jìn)行無損檢測,按 JB4730-2005 I 級合格;
5)、軋制;對無損檢測合格后的鈦鋼復(fù)合板進(jìn)行軋制;
6)、軋制后無損檢測對軋制后的鈦鋼復(fù)合板的復(fù)層焊縫進(jìn)行無損檢測,按 JB4730-2005 I 級合格;
7)、組織和性能檢測對無損檢測合格后的鈦鋼復(fù)合板進(jìn)行組織和性能檢測,按GB/ T8547-2006 I級合格,即完成爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板的制造。采用等離子弧焊進(jìn)行鈦板的焊接時(shí),可以一次焊透的鈦板極限厚度是7mm,因此當(dāng)鈦板厚度大于7mm時(shí),采用等離子弧焊進(jìn)行打底焊后需再進(jìn)行蓋面焊接,以保證焊縫有效厚度不小于鈦母材厚度。本發(fā)明的爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板的制備方法,鈦板拼接具體步驟是將待焊接的兩塊鈦板采用工裝夾具壓緊;施焊前清理坡口區(qū)及周邊20mm范圍內(nèi)的油、水、銹、氧化層等污物;當(dāng)鈦板厚度不大于7mm時(shí)采用等離子的焊接方法進(jìn)行焊接;當(dāng)鈦板厚度大于 7mm時(shí)采用等離子弧焊進(jìn)行打底焊后再采用自動鎢極氬弧焊進(jìn)行蓋面焊接,完成鈦板拼接。進(jìn)一步的,當(dāng)鈦板厚度不大于7mm時(shí),采用等離子弧焊進(jìn)行鈦板的焊接,采用“ I,, 型坡口,不留間隙,施焊前,鈦板的坡口區(qū)應(yīng)該潔凈,沒有污物;若加工的坡口被污染,應(yīng)進(jìn)行清洗或用機(jī)械方法加以清理,清潔范圍離焊邊應(yīng)不小于20mm。進(jìn)一步的,當(dāng)鈦板厚度大于7mm時(shí),采用等離子弧焊進(jìn)行鈦板的焊接,采用“Y”型坡口,鈍邊為6mnT7mm;施焊前,鈦板的坡口區(qū)應(yīng)該潔凈,沒有污物;若加工的坡口被污染, 應(yīng)進(jìn)行清洗或用機(jī)械方法加以清理,清潔范圍離焊邊應(yīng)不小于20mm。本發(fā)明的爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板的制備方法,爆炸-軋制后的鈦鋼復(fù)合板的結(jié)合面積達(dá)到I類復(fù)合板要求,各項(xiàng)力學(xué)性能滿足GB/T8547-2006標(biāo)準(zhǔn)B I級要求。 進(jìn)一步的,爆炸-軋制后的鈦-鋼復(fù)合板復(fù)層原拼接焊縫無開裂現(xiàn)象,無損檢測滿足JB/ T4730-2005 I 級要求。這些技術(shù)方案也可以互相組合或者結(jié)合,從而達(dá)到更好的技術(shù)效果。通過采用上述技術(shù)方案,本發(fā)明具有以下的有益效果
使用該方法對復(fù)層鈦進(jìn)行焊接,可以滿足用戶對鈦鋼復(fù)合板不同尺寸的要求,在開拓鈦鋼復(fù)合材料領(lǐng)域不受目前市場鈦材料供貨尺寸的限制,焊接工作量較小,而且生產(chǎn)成本相對較低。采用該方法焊接后的接頭具有良好的韌性,經(jīng)得起后序爆炸焊接的沖擊作用和軋制過程中的反復(fù)輥壓;對爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板用復(fù)層鈦板采用了等離子弧焊或等離子弧焊+自動鎢極氬弧焊的焊接方法,采用這種方法焊接具有熱影響區(qū)小、焊縫質(zhì)量好、焊縫成形美觀的優(yōu)點(diǎn),解決了復(fù)層鈦焊接接頭在爆炸焊接、軋制或爆炸+軋制后開裂的難題。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。實(shí)施例1炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板制造。待拼接的兩塊鈦板尺寸分別為6 X 1500 X 2050mm和 6 X 1000 X 2050mm,將兩塊鈦板采用焊接工裝夾具壓緊,兩塊待拼接的鈦板不開坡口、不留間隙,施焊前清理坡口區(qū)及周邊20mm范圍內(nèi)的油、水、銹、氧化層等污物;先采用等離子弧焊的焊接方法進(jìn)行焊接,焊接后進(jìn)行無損檢測,按JB4730-2005 I級合格后進(jìn)行爆炸焊接, 基層材料為Q235B,尺寸為70XM80X2030mm,爆轟波方向與復(fù)層鈦焊縫方向垂直;爆炸焊接后對鈦復(fù)層焊縫進(jìn)行無損檢測,檢測結(jié)果滿足JB/T4730-2005 I級要求后進(jìn)行軋制,對軋制后的鈦鋼復(fù)合板鈦復(fù)層焊縫進(jìn)行無損檢測,按JB4730-2005 I級合格后進(jìn)行組織和性能檢測,檢測結(jié)果均滿足標(biāo)準(zhǔn)GB/T8547-2006 I類復(fù)合板的相關(guān)指標(biāo)要求,采用該工藝成功解決了爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板用復(fù)層鈦在爆炸、軋制后接頭開裂的問題。爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板制造完成。實(shí)施例2:
爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板制造。待拼接的兩塊鈦板尺寸分別為8 X 1020 X 1480mm 和8 X 1020 X 1480mm,加工坡口為“Y”型,坡口角度為60°,鈍邊為6mm,將兩塊鈦板采用焊接工裝夾具壓緊,兩塊待拼接的鈦板間不留間隙,施焊前清理坡口區(qū)及周邊20mm范圍內(nèi)的油、水、銹氧化層等污物;先采用等離子弧焊的焊接方法進(jìn)行打底焊接,然后再采用自動鎢極氬弧焊的焊接方法進(jìn)行蓋面焊接,焊接后進(jìn)行無損檢測,按JB4730-2005 I級合格后進(jìn)行爆炸焊接基層材料為Q235B,尺寸為60 X 2020 X 1460mm,爆轟波方向與復(fù)層鈦焊縫方向平行;爆炸焊接后對鈦復(fù)層焊縫進(jìn)行無損檢測,檢測結(jié)果滿足JB/T4730-2005 I級要求后進(jìn)行軋制,對軋制后的鈦鋼復(fù)合板鈦復(fù)層焊縫進(jìn)行無損檢測,按JB4730-2005 I級合格后進(jìn)行組織和性能檢測,檢測結(jié)果均滿足標(biāo)準(zhǔn)GB/T8547-2006 I類復(fù)合板的相關(guān)指標(biāo)要求, 采用該工藝成功解決了爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板用復(fù)層鈦在爆炸、軋制后接頭開裂的問題。爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板制造完成。對比例
爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板制造。待拼接的鈦板尺寸分別為6X1500X2050mm和 6X 1000X2050mm,采用傳統(tǒng)自動鎢極氬弧焊的方法進(jìn)行焊接,焊接后進(jìn)行無損檢測,按 JB4730-2005 I級合格后進(jìn)行爆炸焊接;基層材料為Q235B,尺寸為70 X M80 X 2030mm,爆轟波方向與復(fù)層鈦焊縫方向垂直;爆炸焊接后對鈦復(fù)層焊縫進(jìn)行無損檢測,檢測結(jié)果滿足 JB/T4730-2005 I級要求后進(jìn)行軋制,對軋制后的鈦鋼復(fù)合板鈦復(fù)層焊縫進(jìn)行無損檢測,鈦鋼復(fù)合板復(fù)層鈦沿焊縫平行方向開裂較為嚴(yán)重,經(jīng)無損檢測,發(fā)現(xiàn)五處明顯裂紋,裂紋長度在40mnT220mm范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板的制備方法,其特征是包括下述工藝1)、鈦板拼接當(dāng)鈦板厚度不大于7mm時(shí),采用不開坡口無間隙等離子弧焊進(jìn)行鈦板的焊接,完成鈦板拼接;當(dāng)鈦板厚度大于7mm時(shí),采用開坡口 Y型等離子弧焊進(jìn)行打底焊后再采用自動鎢極氬弧焊進(jìn)行蓋面焊接,以保證焊縫成形美觀;2)、焊后無損檢測按JB4730-2005I級合格;3)、爆炸焊接以焊接后的鈦板為復(fù)層與基層鋼板進(jìn)行爆炸焊接;4)、爆炸焊接后無損檢測對爆炸焊接后的復(fù)層鈦焊縫進(jìn)行無損檢測,按 JB4730-2005 I 級合格;5)、軋制;對無損檢測合格后的鈦鋼復(fù)合板進(jìn)行軋制;6)、軋制后無損檢測對軋制后的鈦鋼復(fù)合板的復(fù)層焊縫進(jìn)行無損檢測,按 JB4730-2005 I 級合格;7)、組織和性能檢測對無損檢測合格后的鈦鋼復(fù)合板進(jìn)行組織和性能檢測,按GB/ T8547-2006 I級合格,即完成爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板的制造。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板的制備方法,其特征是所述的鈦板拼接具體步驟是將待焊接的兩塊鈦板采用工裝夾具壓緊;施焊前清理坡口區(qū)及周邊 20mm范圍內(nèi)的油、水、銹、氧化層等污物;當(dāng)鈦板厚度不大于7mm時(shí)采用等離子的焊接方法進(jìn)行焊接;當(dāng)鈦板厚度大于7mm時(shí)采用等離子弧焊進(jìn)行打底焊后再采用自動鎢極氬弧焊進(jìn)行蓋面焊接,完成鈦板拼接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板的制備方法,其特征是當(dāng)鈦板厚度不大于7mm時(shí),采用等離子弧焊進(jìn)行鈦板的焊接,采用“ I ”型坡口,不留間隙,施焊前, 鈦板的坡口區(qū)應(yīng)該潔凈,沒有污物;若加工的坡口被污染,應(yīng)進(jìn)行清洗或用機(jī)械方法加以清理,清潔范圍離焊邊應(yīng)不小于20mm ;當(dāng)鈦板厚度大于7mm時(shí),采用等離子弧焊進(jìn)行鈦板的焊接,采用“Y”型坡口,鈍邊為6mnT7mm ;施焊前,鈦板的坡口區(qū)應(yīng)該潔凈,沒有污物;若加工的坡口被污染,應(yīng)進(jìn)行清洗或用機(jī)械方法加以清理,清潔范圍離焊邊應(yīng)不小于20mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3任一項(xiàng)所述爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板的制備方法,其特征是爆炸-軋制后的鈦-鋼復(fù)合板的結(jié)合面積達(dá)到I類復(fù)合板要求,各項(xiàng)力學(xué)性能滿足 GB/T8547-2006 標(biāo)準(zhǔn) B I 級要求。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3任一項(xiàng)所述爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板的制備方法,其特征是爆炸-軋制后的鈦-鋼復(fù)合板復(fù)層原拼接焊縫無開裂現(xiàn)象,無損檢測滿足JB/ T4730-2005 I 級要求。
全文摘要
本發(fā)明介紹了一種爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板的制備方法,包括鈦板拼接、焊后無損檢測、爆炸焊接、爆炸焊接后無損檢測、軋制、軋制后無損檢測、組織和性能檢測工序,其中當(dāng)鈦板厚度不大于7mm時(shí),采用等離子弧焊進(jìn)行鈦板的焊接,完成鈦板拼接;當(dāng)鈦板厚度大于7mm時(shí),采用等離子弧焊進(jìn)行打底焊后再采用自動鎢極氬弧焊進(jìn)行蓋面焊接,完成鈦板拼接。本方法可以滿足用戶對鈦鋼復(fù)合板不同尺寸的要求,不受目前市場鈦材料供貨尺寸的限制,焊接工作量較小,生產(chǎn)成本低、焊縫成形美觀;接頭韌性良好,可以承受爆炸焊接過程中爆轟波的巨大沖擊作用和軋制過程中的反復(fù)輥壓;焊接的熱影響區(qū)小,焊縫質(zhì)量好。采用該工藝成功解決了爆炸-軋制大面積鈦鋼復(fù)合板用復(fù)層鈦在爆炸、軋制后接頭開裂的問題。
文檔編號B23K37/00GK102225510SQ201110153060
公開日2011年10月26日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月9日
發(fā)明者徐宇皓, 王軍, 王小華 申請人:洛陽雙瑞金屬復(fù)合材料有限公司