Метод взрывного композиционного изготовления плакированной пластины из титановой стали

Принцип взрывной оболочки

Композитная сварка взрывом, также называемая взрывной плакировкой, соединяет комбинации металлов, которые не могут быть надежно соединены сваркой плавлением. Ключевые моменты метода взрывчатого соединения просты. Две металлические пластины размещаются на определенном расстоянии друг от друга, а на верхнюю пластину наносится соответствующее количество взрывчатого вещества. Детонация начинается на одном конце, и фронт детонации движется со скоростью взрыва несколько тысяч метров в секунду, сбивая титановую пластину вниз так, что она сталкивается с базовой стальной пластиной под углом.

Этот процесс ценен, потому что титан и углеродистая сталь сильно различаются по температуре плавления, термическому расширению и металлургической совместимости. Сварка плавлением между ними имеет тенденцию образовывать хрупкие интерметаллические соединения, в то время как образовавшаяся взрывом связь удерживает два металла соединенными через тонкую контролируемую переходную зону, а не через литовую сварочную ванну.

Что происходит в точке столкновения

В точке столкновения базовая стальная пластина и титановая пластина демонстрируют поведение жидкости, поскольку скорость деформации очень велика, а давление чрезвычайно велико. Оксидная пленка и газоадсорбционный слой на поверхностях обоих металлов удаляются в виде струй металла, оставляя чистое пространство между поверхностями. Соединение осуществляется мгновенно и называется холодным соединением, так как соединение образуется без объемного плавления основных металлов.

Именно действие струи является причиной того, что подготовка поверхности так важна. Жир, сильная окалина или рыхлая ржавчина могут нарушить работу форсунки и оставить несклеенные пятна, поэтому пластины обычно шлифуются или обрабатываются на станке и очищаются непосредственно перед сборкой.

От плакированной сборки до готовой пластины

Композитную пластину из титановой стали, изготовленную этим методом, можно продолжать подвергать горячей прокатке до тех пор, пока толщина пластины не достигнет 4 мм, поэтому этот метод также известен как метод взрывного композита: детонация создает металлургическую связь, а последующая прокатка доводит плакированный узел до заданной толщины. Прокатка также улучшает плоскостность и допуск размеров, что важно для последующего изготовления.

Где используется стальная пластина с титановым покрытием

Химическое и нефтехимическое оборудование- Сосуды под давлением, колонны и корпуса теплообменников, в которых титан противостоит технологической среде, а сталь выдерживает нагрузку под давлением.

Системы опреснения и морской воды- компоненты, подвергающиеся воздействию хлоридной-содержащей воды.

Электроэнергия и обработка дымовых газов- воздуховоды и сосуды, в которых конденсат агрессивен.

Гидрометаллургия и резервуары- реакторы и резервуары для хранения, сочетающие коррозионную стойкость и прочность конструкции.

Что следует контролировать при оформлении заказа

Определите коэффициент плакирования и минимальную толщину плакированного слоя после прокатки, а не только общую толщину листа.

Марку опорной пластины и титана укажите отдельно, а также условия поставки.

Требуйте проверки качества соединения, обычно ультразвукового исследования по всей площади пластины, с согласованным уровнем приемлемости для несклеенных зон.

Согласуйте обрезку кромок и маркировку, чтобы плакированную сторону можно было идентифицировать после поставки и во время изготовления.

Запросите допуски на плоскостность и размеры, соответствующие оборудованию для резки и формовки на производственной площадке.

Часто задаваемые вопросы

Вопрос: Что такое метод взрывного композита?
Это метод твердотельной-наплавки, при котором контролируемая детонация ускоряет превращение титановой пластины в стальную пластину, создавая металлургическую связь без плавления исходных металлов.

Вопрос: Почему связь называется холодным присоединением?
Поскольку поверхности очищаются металлическими струями и сжимаются под экстремальным давлением, соединение формируется без объемного плавления любого металла.

Вопрос: Насколько тонко можно раскатать композитную пластину?
Сборку с взрывным плакированием можно продолжать подвергать горячей прокатке до тех пор, пока толщина листа не достигнет 4 мм.

Вопрос: Какое состояние поверхности необходимо перед облицовкой?
Обе поверхности должны быть ровными, чистыми, очищенными от жира, окалины и тяжелых оксидов, чтобы струя могла равномерно удалить оставшуюся пленку.

Вопрос: Как проверяется качество облигаций?
Ультразвуковой контроль пластины является обычным методом с согласованным пределом приемлемости для любой несклеенной области.

Вопрос: Какая комбинация наиболее распространена?
Титан, плакированный углеродистой сталью, является классическим сочетанием, поскольку титановая сторона выдерживает коррозионную среду, а стальная сторона обеспечивает прочность и жесткость при меньших затратах.