Titanijum/nehrđajući čelik proizvodni proces i svojstva

Razvoj ploča od nerđajućeg čelika obložen titanijumom

Sa razvojem industrijske modernizacije, u beskonačno se pojavljuju razni novi materijali. Čiste kompozitne ploče od titanijuma i čelika više ne mogu zadovoljiti potrebe kupaca. Materijali od nerđajućeg čelika za oblaganje od titanijuma su svojim vrhunskim svojstvima pokazali široku perspektivu primene u vazduhoplovstvu, nacionalnoj odbrani i hemijskoj industriji. Običnim metodama zavarivanja teško je postići idealnu čvrstoću spoja zavarivanja. Trenutno se obično koristi za dodavanje prelaznog metala (bronza ili legure Monela, itd.) za zavarivanje. Proces je složen i troškovi su visoki, a dolazi do topljenja, raslojavanja i drugih nedostataka. U ovom radu se titan i nerđajući čelik zavaruju eksplozivnim zavarivanjem bez dodavanja prelaznog metala kako bi se postigla željena čvrstoća vezivanja.

Plan procesa:

Materijal: gr2/S30408

Veličina: 3/16*1630*3080mm 2kom

Obložena ploča je postavljena paralelno, a odabrana je metoda raspodjele detonatora jednake debljine.

Kao eksploziv će se koristiti ekspandirani eksploziv velike brzine detonacije i visoke osjetljivosti. Brzina detonacije će biti između 1800 i 1900, a visina oslonca će biti 6 mm (veća od teorijske visine 4 mm)

Vezna površina obložene ploče je polirana lisnim točkom 120# 1000 kako bi se osiguralo da je površina vezivanja baze i obložene ploče glatka i bez oksidacijskih inkluzija ili drugih defekata. Za podlogu se bira temelj od pjeskovitog tla, koji mora biti ravan, a matrica tla ujednačena.

Rezultat eksplozije

metalografija interfejsa

Kao što je prikazano na slici 2, prikazane su fotografije metalografske strukture dvije kompozitne ploče nakon eksplozije. Na ovoj slici površina spoja je valovita, talasni oblik je stabilan i ujednačen, i nema očigledne krhke faze kao što je blok topljenja.

Nakon eksplozivnog zavarivanja, kvalitet površine je dobar bez kidanja i topljenja ivica, a stopa vezivanja detekcije UT je više od 98 posto.

Nakon eksplozije, gotov proizvod se uzorkuje za ispitivanje smicanja kako bi se ispitala njegova čvrstoća vezivanja, kao što je prikazano u tabeli 1.

Tabela 1 Smična čvrstoća

Podaci u tablici 1. pokazuju da je za analizu podataka uzeta posmična čvrstoća dviju kompozitnih ploča s istom metodom eksplozivnog zavarivanja. Rezultati pokazuju da je čvrstoća vezivanja srednjeg dijela kompozitne ploče veća od čvrstoće krajnjeg dijela kompozitne ploče. Podaci o smicanju zadovoljavaju i viši su od standardnog nb/t47002.3-2009. Smična čvrstoća veća ili jednaka 140MPa, što u potpunosti zadovoljava zahtjeve proizvodnje industrijske opreme.

Diskutujte i analizirajte

1. Kvalitet površine materijala površina spoja utječe na spoj zavarivanja

Ovoga puta, površinska obrada plaštene ploče je izvršena višestrukim korištenjem 120# hiljada impelera automatske mašine za poliranje. Kvaliteta poliranja je bila dobra, eliminirajući problem lokalnog neujednačenog kvaliteta uzrokovanog ručnim poliranjem. Dužina uzorkovanja testa hrapavosti bila je 1=2.50mm, a izmjerena uzdužna hrapavost je bila oko 10~1.3, a poprečna hrapavost 1.5~1.85. Veličina konkavnog i konveksnog dijela površine određuje stupanj zadržavanja mlaza, odnosno stepen dodatnog topljenja na međuzavarivanju kada se kinetička energija mlaza pretvara u toplinsku energiju.

Nakon što je površina dobro polirana, sloj zagađenja formiran uljem, masnoćom i vodom na površini lako se uklanja. Koristeći teoriju strane literature za referencu, ako je zbir hrapavosti osnovne ploče i obložene ploče manji od jedne desetine amplitude normalnog talasa, obično između 2~3um, može se dobiti kvalifikovani zavar. Ako je veći od ovog podatka, može postojati periodični sloj topljenja. Nakon poliranja, hrapavost osnovne ploče koja se koristi ovog puta može doseći 1~2um, tako da može zadovoljiti zahtjeve za vezivanje materijala.

2. topljenje sučelja utiče na spajanje titanijuma/nerđajućeg čelika

Lako je uočiti fenomen tokom eksplozije titanijumskog nerđajućeg čelika da se interfejs topi. To je zato što se titan i gvožđe lako formiraju intermetalna jedinjenja kao što su TiFe,TiFe2,Ti2Fe, itd., a višestruka kompozitna krhka intermetalna jedinjenja se takođe mogu formirati između titana, gvožđa, hroma i nikla. Prekomjerna akumulacija topline na spoju zavarivanja dovest će do prekomjernog topljenja kompozitne površine. Zbog krhkosti intermetalika, spoj je lomljiv, što pod djelovanjem naprezanja zavarivanja lako može uzrokovati pukotine na međumeđu zavarivanja. Defekti na interfejsu usled širenja pukotine imaju veliki uticaj na čvrstoću vezivanja eksplozivnog interfejsa za zavarivanje. Stoga, pojavu topljenja međupovršine treba minimizirati ili čak izbjeći. Stoga, gornju granicu dinamičkih parametara eksplozivnog zavarivanja treba izbjegavati za eksplozivno zavarivanje titanijuma / nehrđajućeg čelika. Nemojte usvajati previsoku brzinu detonacije, tako da sučelje može proizvesti toplinsko omekšavanje i mlaz, i brzo se ohladiti i stvrdnuti da ima dovoljno zatezna čvrstoća.

  Dva testa eksplozivnog zavarivanja titanijum / nerđajući čelik pokazuju da je moguće izvesti eksplozivno zavarivanje titanijum / nerđajući čelik bez prelaznog sloja u određenom opsegu. Direktno eksplozivno zavarivanje titanijuma/nerđajućeg čelika vrši se kontrolom kvaliteta njegove površine, poboljšanjem ugla sudara i povećanjem količine strujanja mlaza. Ovaj proces rješava probleme nedovoljne čvrstoće topljenja i vezivanja uzrokovane nepostojanjem prijelaznog sloja titan / nehrđajući čelik, pojednostavljuje proces i smanjuje troškove, a kvalitet proizvoda je stabilan, zadovoljavajući potrebe proizvodnje opreme u industriji.