Proces i svojstva obložene ploče od titana/nehrđajućeg čelika

Razvoj ploča od nehrđajućeg čelika obložen titanom

S razvojem industrijske modernizacije beskrajno se pojavljuju razni novi materijali. Čiste kompozitne ploče od titana i čelika više ne mogu zadovoljiti potrebe kupaca. Materijali od nehrđajućeg čelika za oblaganje od titana su svojim vrhunskim svojstvima pokazali široku perspektivu primjene u zrakoplovnoj, nacionalnoj obrambenoj i kemijskoj industriji. Običnim metodama zavarivanja teško je postići idealnu čvrstoću spoja zavarivanja. Trenutno se obično koristi za dodavanje prijelaznog metala (bronca ili legure Monela, itd.) za zavarivanje. Proces je složen i visok trošak, a dolazi do topljenja, raslojavanja i drugih nedostataka. U ovom radu se titan i nehrđajući čelik zavaruju eksplozivnim zavarivanjem bez dodavanja prijelaznog metala kako bi se postigla željena čvrstoća vezivanja.

Plan procesa:

Materijal: gr2/S30408

Veličina: 3/16*1630*3080mm 2kom

Obložena ploča se postavlja paralelno i odabire se način raspodjele detonatora jednake debljine.

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

Vezna površina obložene ploče polirana je lisnim kotačem 120# 1000 kako bi se osiguralo da je površina za spajanje baze i obložene ploče glatka i bez oksidacijskih inkluzija ili drugih nedostataka. Za temelj se odabire temelj od pjeskovitog tla, koji mora biti ravan, a matrica tla ujednačena.

Rezultat eksplozije

metalografija sučelja

Kao što je prikazano na slici 2, prikazane su fotografije metalografske strukture dviju kompozitnih ploča nakon eksplozije. Na ovoj slici površina spoja je valovita, valni oblik je stabilan i ujednačen i nema očite krhke faze kao što je blok taljenja.

Nakon eksplozivnog zavarivanja, kvaliteta površine je dobra bez kidanja i topljenja rubova, a stopa spajanja 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 tablici 1.

Tablica 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 završnog dijela kompozitne ploče. Podaci o smicanju zadovoljavaju i viši su od standardnog nb/t47002.3-2009. Smična čvrstoća veća ili jednaka 140 MPa, što u potpunosti zadovoljava zahtjeve proizvodnje industrijske opreme.

Raspravljajte i analizirajte

1. kvaliteta površine materijala površina spoja utječe na spoj zavarivanja

Ovoga puta je površinska obrada obložene ploče višestruko provedena korištenjem 120# tisuća impelera automatskog stroja za poliranje. Kvaliteta poliranja bila je dobra, otklanjajući problem lokalne neravnomjerne kvalitete uzrokovane ručnim poliranjem. Duljina uzorkovanja testa hrapavosti bila je 1=2.50 mm, a izmjerena uzdužna hrapavost bila je oko 10~1.3, a poprečna hrapavost 1.5~1.85. Veličina konkavnog i konveksnog dijela površine određuje stupanj zadržavanja mlaza, odnosno stupanj dodatnog taljenja na zavarenoj površini kada se kinetička energija mlaza pretvara u toplinsku energiju.

Nakon što je površina dobro polirana, sloj onečišćenja koji nastaje uljem, masnoćom i vodom na površini lako se uklanja. Koristeći teoriju strane literature za referencu, ako je zbroj hrapavosti osnovne ploče i obložene ploče manji od jedne desetine normalne amplitude vala, općenito između 2~3um, može se dobiti kvalificirani zavar. Ako je veći od ovog podatka, može postojati periodični sloj taljenja. Nakon poliranja, hrapavost temeljne ploče koja se koristi ovaj put može doseći 1~2um, tako da može zadovoljiti zahtjeve za vezivanje materijala.

2. taljenje sučelja utječe na spajanje titana / nehrđajućeg čelika

Lako je uočiti fenomen tijekom eksplozije titanovog nehrđajućeg čelika da se sučelje topi. To je zato što titan i željezo lako tvore intermetalne spojeve kao što su TiFe,TiFe2,Ti2Fe, itd., a višestruki kompozitni krhki intermetalni spojevi također se mogu formirati između titana, željeza, kroma i nikla. Prekomjerno akumuliranje topline na sučelju zavarivanja dovest će do prekomjernog taljenja kompozitnog sučelja. Zbog krhkosti intermetala spoj je lomljiv, što pod djelovanjem naprezanja zavarivanja lako može izazvati pukotine na zavarenom spoju. Defekti na sučelju zbog širenja pukotine imaju veliki utjecaj na čvrstoću spajanja eksplozivnog sučelja zavarivanja. Stoga, pojavu taljenja međudjelovanja treba minimizirati ili čak izbjeći. Stoga, gornju granicu dinamičkih parametara eksplozivnog zavarivanja treba izbjegavati za eksplozivno zavarivanje titana / nehrđajućeg čelika, nemojte usvojiti previsoku brzinu detonacije, tako da sučelje može proizvesti toplinsko omekšavanje i mlaz, te brzo ohladiti i stvrdnuti da ima dovoljno vlačna čvrstoća.

  Dva testa eksplozivnog zavarivanja titana / nehrđajućeg čelika pokazuju da je moguće izvesti eksplozivno zavarivanje titana / nehrđajućeg čelika bez prijelaznog sloja unutar određenog raspona. Izravno eksplozivno zavarivanje titana/nehrđajućeg čelika provodi se kontrolom kvalitete njegove površine, poboljšanjem kuta sudara i povećanjem količine strujanja mlaza. Ovaj proces rješava probleme nedovoljne čvrstoće taljenja i vezivanja uzrokovane nepostojanjem prijelaznog sloja titan / nehrđajući čelik, pojednostavljuje proces i smanjuje troškove, a kvaliteta proizvoda je stabilna, zadovoljavajući potrebe proizvodnje opreme u industriji.