Proceso y propiedades de fabricación de placas revestidas de titanio/acero inoxidable

Desarrollo de placa de acero inoxidable revestido de titanio

Con el desarrollo de la modernización industrial, una variedad de nuevos materiales están surgiendo sin cesar. Las placas compuestas de acero/titanio puro ya no pueden satisfacer las necesidades de los clientes. Los materiales de acero inoxidable con revestimiento de titanio han mostrado amplias perspectivas de aplicación en las industrias aeroespacial, de defensa nacional y química con sus propiedades superiores. Es difícil obtener la fuerza de unión ideal de la interfaz de soldadura a través de métodos de soldadura ordinarios. En la actualidad, se usa comúnmente para agregar metal de transición (bronce o aleación de Monel, etc.) para la unión por soldadura. El proceso es complejo y el costo es alto, y habrá fusión, deslaminación y otros defectos. En este documento, el titanio y el acero inoxidable se sueldan mediante soldadura explosiva sin agregar metal de transición para lograr la fuerza de unión deseada.

Plan de proceso:

Material: gr2/S30408

Tamaño: 3/16*1630*3080mm 2 uds

La placa revestida se coloca en paralelo y se selecciona el método de distribución del detonador de igual espesor.

El explosivo expandido con alta velocidad de detonación y alta sensibilidad se utilizará como explosivo. La velocidad de detonación debe estar entre 1800 y 1900, y la altura del soporte debe ser de 6 mm (mayor que la altura teórica de 4 mm)

La superficie de unión de la placa revestida se pule con una rueda de hoja 120# 1000 para asegurar que la superficie de unión de la base y la placa revestida sea suave y libre de inclusiones de oxidación u otros defectos. La base de suelo arenoso se seleccionará como la base, que será plana y la matriz del suelo será uniforme.

Resultado de la explosión

metalografía de interfaz

Como se muestra en la Figura 2, se muestran respectivamente las fotos de la estructura metalográfica de dos placas compuestas después de la explosión. En esta imagen, la superficie de la unión es ondulada, la forma de onda es estable y uniforme y no hay una fase frágil evidente, como un bloque de fusión.

Después de la soldadura explosiva, la calidad de la superficie es buena sin roturas ni derretimiento de los bordes, y la tasa de unión de detección de UT es superior al 98 por ciento.

Después de la explosión, se toman muestras del producto terminado para realizar una prueba de cizallamiento para probar su fuerza de unión, como se muestra en la Tabla 1.

Tabla 1 La resistencia al corte

Los datos de la Tabla 1 muestran que la resistencia al corte de dos placas compuestas con el mismo método de soldadura explosiva se toma para el análisis de datos. Los resultados muestran que la fuerza de unión de la parte media de la placa compuesta es mayor que la de la parte final de la placa compuesta. Los datos de corte cumplen y son superiores al estándar nb/t47002.3-2009. La resistencia al corte mayor o igual a 140MPa, que cumple completamente con los requisitos de fabricación de equipos industriales.

Discutir y analizar

1. la calidad de la superficie de la superficie de la junta del material afecta la junta de soldadura

Esta vez, el tratamiento superficial de la placa revestida se llevó a cabo utilizando los impulsores de 120# mil de la máquina pulidora automática muchas veces. La calidad del pulido fue buena, eliminando el problema de la calidad desigual local causada por el pulido manual. La longitud de muestreo de la prueba de rugosidad fue 1=2.50 mm, y la rugosidad longitudinal medida fue de aproximadamente 10~1.3, y la rugosidad transversal fue de 1.5~1.85. El tamaño de la parte cóncava y convexa de la superficie determina el grado de retención del chorro, es decir, el grado de fusión adicional en la interfaz de soldadura cuando la energía cinética del chorro se transforma en energía térmica.

Después de que la superficie esté bien pulida, la capa de contaminación formada por el aceite, la grasa y el agua adherida a la superficie es fácil de quitar. Usando la teoría de la literatura extranjera como referencia, si la suma de la rugosidad de la placa base y la placa revestida es menor que una décima parte de la amplitud de onda normal, generalmente entre 2 y 3 um, se puede obtener una soldadura calificada. Si es mayor que estos datos, puede haber una capa de fusión periódica. Después del pulido, la rugosidad de la placa base utilizada esta vez puede alcanzar 1~2um, por lo que puede cumplir con los requisitos de unión del material.

2. La fusión de la interfaz afecta la unión de titanio/acero inoxidable

Es fácil ver un fenómeno durante la explosión del acero inoxidable de titanio que la interfaz se derrite. Esto se debe a que el titanio y el hierro son fáciles de formar compuestos intermetálicos como TiFe, TiFe2, Ti2Fe, etc., y también se pueden formar múltiples compuestos intermetálicos frágiles compuestos entre titanio, hierro, cromo y níquel. La acumulación excesiva de calor en la interfaz de soldadura conducirá a un derretimiento excesivo de la interfaz compuesta. Debido a la fragilidad de los intermetálicos, la junta es quebradiza, lo que provoca fácilmente grietas en la interfaz de soldadura bajo la acción de la tensión de soldadura. Los defectos en la interfaz debido a la propagación de grietas tienen un gran impacto en la fuerza de unión de la interfaz de soldadura explosiva. Por lo tanto, debe minimizarse o incluso evitarse la aparición de la fusión de la interfase. Por lo tanto, se debe evitar el límite superior de los parámetros dinámicos de la soldadura explosiva para la soldadura explosiva de titanio/acero inoxidable. No adopte una velocidad de detonación demasiado alta, de modo que la interfaz pueda producir ablandamiento térmico y chorro, y se enfríe y solidifique rápidamente para tener suficiente resistencia a la tracción.

  Dos pruebas de soldadura explosiva de titanio/acero inoxidable muestran que es factible llevar a cabo una soldadura explosiva de titanio/acero inoxidable sin capa de transición dentro de un cierto rango. La soldadura explosiva directa de titanio/acero inoxidable se lleva a cabo controlando su calidad superficial, mejorando el ángulo de colisión y aumentando la cantidad de flujo del chorro. Este proceso resuelve los problemas de fusión y fuerza de unión insuficientes causados ​​por la falta de una capa de transición de titanio/acero inoxidable, simplifica el proceso y reduce el costo, y la calidad del producto es estable, satisfaciendo las necesidades de fabricación de equipos de la industria.