[发明专利]一种爆炸-轧制大面积钛钢复合板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种爆炸-轧制大面积复合材料的制造技术，特别是一种爆炸-轧制大面积钛钢复合板的制备方法。

背景技术

采用爆炸-轧制方法制作的钛钢复合板受目前市场钛板供货尺寸的限制，

为了满足用户对钛-钢复合板的不同尺寸要求，有以下两种解决方法：

一是将爆炸-轧制后的钛钢复合板进行拼接。这种方法大大增加了后续钛钢复合板的焊接量，不仅复层钛需要焊接，而且基层钢也需要焊接，铁在钛中溶解度非常低，一般只有0.1%（质量分数），超过此限，会生成TiFe、TiFe₂金属间化合物，使焊缝严重脆化。因此钛钢复合板焊接时，要通过结构设计和合理的选择焊接参数才能实现钢基层与钛复层互不熔合，即钛与钛、钢与钢各自进行焊接。因此这种方法焊接工作量大、生产成本高、生产效率低。

二是将采购的原始复层钛板进行拼接。这种方法只需要在爆炸-轧制前将原始复层钛板进行拼接即可。但以这样钛板拼焊后的焊接接头，必须经得起后序爆炸焊接过程中爆轰波的巨大冲击作用和轧制过程中的反复辊压，因此要求钛焊接接头必须具有很好的韧性和延展性。但由于钛具有熔点高，热容大，导热性差以及化学活性高等特殊性质，它的焊接技术远不及不锈钢焊接普及，在焊缝保护措施、工艺规范和操作要求方面要比不锈钢焊接复杂严格。焊接钛材时，焊缝和高温热影响区金属一方面易与空气中的氧、氢、氮等气体发生作用，并与工件焊丝表面粘附的含氧、碳、氮、氢等元素的化合物作用，被氧、碳、氮、氢杂质污染，使接头的强度和硬度升高，塑性下降，易产生气孔、裂纹等缺陷；另一方面，钛焊缝和高温热影响区晶粒易长大，也使接头的塑性下降。焊接时除必须保证焊缝金属的性能之外，还必须保证焊接热影响区的性能。这种焊接方法工艺技术要求复杂严格。

经专利检索，目前尚没有爆炸-轧制大面积钛钢复合板用复层钛板焊接方法的相关专利文献报道。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种爆炸-轧制大面积钛钢复合板用复层钛板的焊接方法，以满足用户对钛钢复合板不同尺寸的要求。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明的一种爆炸-轧制大面积钛钢复合板的制备方法，包括下述工艺：

1）、钛板拼接：

当钛板厚度不大于7mm时，采用不开坡口无间隙等离子弧焊进行钛板的焊接，完成钛板拼接；

当钛板厚度大于7mm时，采用开坡口Y型等离子弧焊进行打底焊后再采用自动钨极氩弧焊进行盖面焊接，以保证焊缝成形美观；

2）、焊后无损检测：按JB4730-2005Ⅰ级合格；

3）、爆炸焊接：以焊接后的钛板为复层与基层钢板进行爆炸焊接；

4）、爆炸焊接后无损检测：对爆炸焊接后的复层钛焊缝进行无损检测，按JB4730-2005Ⅰ级合格；

5）、轧制；对无损检测合格后的钛钢复合板进行轧制；

6）、轧制后无损检测：对轧制后的钛钢复合板的复层焊缝进行无损检测，按JB4730-2005Ⅰ级合格；

7）、组织和性能检测：对无损检测合格后的钛钢复合板进行组织和性能检测，按GB/T8547-2006Ⅰ级合格，即完成爆炸-轧制大面积钛钢复合板的制造。

采用等离子弧焊进行钛板的焊接时，可以一次焊透的钛板极限厚度是7mm，因此当钛板厚度大于7mm时，采用等离子弧焊进行打底焊后需再进行盖面焊接，以保证焊缝有效厚度不小于钛母材厚度。

本发明的爆炸-轧制大面积钛钢复合板的制备方法，钛板拼接具体步骤是：将待焊接的两块钛板采用工装夹具压紧；施焊前清理坡口区及周边20mm范围内的油、水、锈、氧化层等污物；当钛板厚度不大于7mm时采用等离子的焊接方法进行焊接；当钛板厚度大于7mm时采用等离子弧焊进行打底焊后再采用自动钨极氩弧焊进行盖面焊接，完成钛板拼接。

进一步的，当钛板厚度不大于7mm时，采用等离子弧焊进行钛板的焊接，采用“Ⅰ”型坡口，不留间隙，施焊前，钛板的坡口区应该洁净，没有污物；若加工的坡口被污染，应进行清洗或用机械方法加以清理，清洁范围离焊边应不小于20mm。

进一步的，当钛板厚度大于7mm时，采用等离子弧焊进行钛板的焊接，采用“Y”型坡口，钝边为6mm~7mm；施焊前，钛板的坡口区应该洁净，没有污物；若加工的坡口被污染，应进行清洗或用机械方法加以清理，清洁范围离焊边应不小于20mm。