一種整體復合法蘭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬設(shè)備部件的加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種整體復合法蘭及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代一些工程加工設(shè)備裝置，尤其是在具有高腐蝕環(huán)境、工作介質(zhì)和工作狀況下的反應罐體，其材料需要具備抗各種復雜腐蝕介質(zhì)的能力。這對設(shè)備材料的選擇提出了很高的要求。而往往這些滿足抗復雜腐蝕介質(zhì)能力的金屬材料，都是一些昂貴金屬材料，甚至是稀有有色金屬材料。如果設(shè)備整體全部采用這種抗腐蝕的材料，不僅設(shè)備的制造成本高的難以接受，而且在工藝上有時也難以實現(xiàn)。目前，針對強腐蝕工作介質(zhì)條件下的設(shè)備，均采用雙金屬復合材料加工。根據(jù)設(shè)備的使用要求以及腐蝕介質(zhì)的特征，選用不同雙金屬組合的復合材料板和不同的雙金屬材料加工方法。雙金屬復合材料的加工方法一般有直接乳制、爆炸乳制、釬焊、堆焊和爆炸復合等。對于不同的材料組合，雙金屬復合板材料的加工工藝選擇也不同，比如對于鈦和鋼的復合材料，由于容易形成脆性金屬間化合物FenTim和脆性碳鈦化合物TiC，因此，一般只能采用爆炸乳制或者直接爆炸復合的方法，不能采用熔化堆焊的工藝。而采用釬焊的工藝，不但需要大量的昂貴含銀成分釬料，成本高昂，而且鈦和鋼之間的連接強度也不高。有鑒于此，大多數(shù)的設(shè)備用復合材料，尤其是鈦和鋼的復合材料，均采用爆炸焊接和或者爆炸乳制的復合板材。眾所周知，大多數(shù)的設(shè)備均需要設(shè)計一些與外部連接的接口，這些接口通常設(shè)計為短管法蘭結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)較平板復雜，對于鈦和鋼的材料組合部件，又不能進行堆焊復合，目前的加工方式一般均采用含銀釬料釬焊的工藝方法。由于釬焊材料自身不抗腐蝕，釬焊后復合材料的結(jié)合強度較低，因此導致短管法蘭結(jié)構(gòu)部件在使用過程中壽命較短，從而導致整個設(shè)備不能繼續(xù)使用，造成很大的浪費。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了解決由鈦或鈦合金與鋼雙金屬復合設(shè)備制造中，由工藝需要設(shè)計的管路接口，人孔接口等功能部件的加工技術(shù)問題。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種整體復合法蘭，其特征在于，包括鈦鋼復合法蘭盤和同軸焊接的鋼制連接端；所述鋼制連接端焊接于所述鈦鋼復合法蘭盤的鋼層2 ;所述鈦鋼復合法蘭盤及所述鋼制連接端內(nèi)部固定復合鈦或鈦合金內(nèi)襯3，所述內(nèi)襯3與所述鈦鋼復合法蘭盤的復合面為丁字形。
[0005]優(yōu)選方式下，所述固定復合為爆炸焊接形成的固定復合。
[0006]優(yōu)選方式下，所述鈦鋼復合法蘭盤的鈦層4形成有圓環(huán)形鈦密封面，所述鈦密封面外徑小于法蘭盤外徑；所述密封面上設(shè)有密封槽6。
[0007]優(yōu)選方式下，所述鈦鋼復合法蘭盤的鋼層2設(shè)置有法蘭螺栓孔7。
[0008]本發(fā)明還提供了上述法蘭的制作方法，具體制作過程如下:
[0009]S1、將鈦板與鋼板制成鈦鋼復合板；根據(jù)實際需要，設(shè)計法蘭尺寸，將所述鈦鋼復合板加工成法蘭盤胚料；
[0010]S2、以法蘭盤坯料的中心為圓心，在鈦側(cè)4焊接鈦環(huán)5 ;所述鈦環(huán)內(nèi)徑為設(shè)計法蘭孔徑減內(nèi)襯3鈦層厚度；
[0011]S3、以法蘭盤坯料的中心為圓心，在鋼側(cè)2焊接鋼環(huán)I ;所述鋼環(huán)內(nèi)徑與所述鈦環(huán)5相同；
[0012]S4、以法蘭盤坯料的中心為圓心，制作內(nèi)孔，將鈦環(huán)-復合板-鋼環(huán)工件加工成復合法蘭坯料；所述內(nèi)孔孔徑與所述鈦環(huán)5相同；
[0013]S5、向所述復合法蘭坯料內(nèi)孔中插入鈦或鈦合金管30，所述鈦或鈦合金管30外徑小于所述內(nèi)孔孔徑4?8_ ;所述鈦或鈦合金管30內(nèi)填裝炸藥及雷管，通過內(nèi)部爆炸焊接，將鈦或鈦合金管復合在所述復合法蘭坯料內(nèi)孔孔壁上，形成所述內(nèi)襯3 ;
[0014]S6、去除鈦或鈦合金環(huán)5、去除全部鋼環(huán)I或鋼環(huán)I上的未復合邊界效應區(qū)，按照法蘭結(jié)構(gòu)的設(shè)計尺寸加工為整體復合法蘭。
[0015]優(yōu)選方式下，步驟SI中所述鈦鋼復合板采用爆炸焊接方法制造。
[0016]優(yōu)選方式下，步驟S2中所述在鈦側(cè)4焊接的鈦環(huán)5為長20?50mm、厚20?30mm的鈦管，或以堆焊的方法在法蘭盤坯料鈦側(cè)4堆焊高10?20mm、厚20?30mm環(huán)形鈦復層。
[0017]優(yōu)選方式下，步驟S3中所述在鋼側(cè)2焊接的鋼環(huán)I為高20?50mm、厚20?30mm的環(huán)狀結(jié)構(gòu)；或高50?300mm、厚度大于1mm的短管狀結(jié)構(gòu)；最優(yōu)方式下，所述短管狀結(jié)構(gòu)高 50mmo
[0018]優(yōu)選方式下，步驟S6所述整體復合法蘭的鈦側(cè)4加工為密封面，所述密封面上設(shè)有密封槽6。
[0019]由于這種整體復合法蘭是采用爆炸焊接方法制造，所以在所有鈦鋼結(jié)合面上均顯示有爆炸焊接特有的波狀界面。
[0020]本發(fā)明的效果和益處是:
[0021]1、采用爆炸焊接技術(shù)制備出了鈦或鈦合金與鋼的冶金結(jié)合的復合材料作為法蘭面，復合材料的力學性能可靠。
[0022]2、在鈦或鈦合金側(cè)采用氬弧焊焊接鈦環(huán)或增厚鈦或鈦合金層，工藝成熟可靠，操作方便，焊接的鈦環(huán)或增厚的鈦或鈦合金層作為法蘭孔內(nèi)爆炸復合時的邊界延伸效應，可以有效克服爆炸復合時的末端不復合效應。
[0023]3、在復合板鋼側(cè)增加50mm鋼質(zhì)短管，焊接工藝要求不高，操作方便。增加的50mm鋼質(zhì)短管作為法蘭內(nèi)爆炸復合時的邊界延伸效應，可以有效克服爆炸復合時的末端不復合效應。
[0024]4、由于法蘭面材料已經(jīng)有了鈦或鈦合金層，且厚度再增加了 20?50mm (鈦環(huán))或10?20mm(堆焊增厚)，因此，在法蘭孔內(nèi)爆炸復合鈦或鈦合金管時，使得鈦或鈦合金管與法蘭面的鈦和鈦合金材料更容易發(fā)生冶金焊接。
[0025]5、由于法蘭鋼側(cè)增加了 50mm長的鋼質(zhì)短管，鈦或鈦合金管與帶孔的鈦或鈦合金/鋼復合板爆炸復合后，增加的50mm長鋼質(zhì)短管可以作為邊界效應加工去除，因此，可以保證法蘭孔內(nèi)鈦或鈦合金管與鈦或鈦合金/鋼復合板的整體冶金焊接。
[0026]6、整體復合法蘭的所有結(jié)合界面都具有爆炸焊接特有的波狀結(jié)合界面，這使得焊接結(jié)合界面面積更多，結(jié)合強度更大。
[0027]本發(fā)明與現(xiàn)有的