procédé et propriétés de fabrication de plaques revêtues de titane/acier inoxydable

Développement de plaques en acier inoxydable revêtues de titane

Avec le développement de la modernisation industrielle, une variété de nouveaux matériaux font leur apparition sans cesse. Les plaques composites titane pur/acier ne peuvent plus répondre aux besoins des clients. Les matériaux en acier inoxydable de revêtement en titane ont montré de larges perspectives d'application dans l'aérospatiale, la défense nationale et les industries chimiques avec leurs propriétés supérieures. Il est difficile d'obtenir une force de liaison idéale de l'interface de soudage par des méthodes de soudage ordinaires. Actuellement, il est couramment utilisé pour ajouter un métal de transition (bronze ou alliage Monel, etc.) pour le soudage. Le processus est complexe et le coût est élevé, et il y aura des défauts de fusion, de délaminage et autres. Dans cet article, le titane et l'acier inoxydable sont soudés par soudage explosif sans ajout de métal de transition pour obtenir la force de liaison souhaitée.

Plan de processus :

Matériel: gr2/S30408

Taille:3/16*1630*3080mm 2 pièces

La plaque plaquée est placée en parallèle et la méthode de distribution du détonateur d'épaisseur égale est sélectionnée.

L'explosif expansé à haute vitesse de détonation et haute sensibilité doit être utilisé comme explosif. La vitesse de détonation doit être comprise entre 1 800 et 1 900, et la hauteur du support doit être de 6 mm (supérieure à la hauteur théorique de 4 mm)

La surface de liaison de la plaque plaquée est polie par une roue à lames 120 # 1000 pour garantir que la surface de liaison de la base et de la plaque plaquée est lisse et exempte d'inclusions d'oxydation ou d'autres défauts. La fondation de sol sablonneux doit être sélectionnée comme fondation, qui doit être plate et la matrice de sol doit être uniforme.

Résultat de l'explosion

métallographie d'interface

Comme le montre la figure 2, les photos de structure métallographique de deux plaques composites après explosion sont présentées respectivement. Dans cette image, la surface du joint est ondulée, la forme d'onde est stable et uniforme et il n'y a pas de phase fragile évidente telle qu'un bloc de fusion.

Après le soudage explosif, la qualité de surface est bonne sans déchirure ni fusion des bords, et le taux de liaison de détection UT est supérieur à 98 %.

Après explosion, le produit fini est échantillonné pour un test de cisaillement afin de tester sa force de liaison, comme indiqué dans le tableau 1.

Tableau 1 La résistance au cisaillement

Les données du tableau 1 montrent que la résistance au cisaillement de deux plaques composites avec la même méthode de soudage par explosion est prise pour l'analyse des données. Les résultats montrent que la force de liaison de la partie médiane de la plaque composite est supérieure à celle de la partie terminale de la plaque composite. Les données de cisaillement sont conformes et supérieures à la norme nb/t47002.3-2009. La résistance au cisaillement supérieure ou égale à 140MPa, ce qui répond pleinement aux exigences de fabrication des équipements industriels.

Discuter et analyser

1. la qualité de surface de la surface du joint de matériau affecte le joint de soudure

Cette fois, le traitement de surface de la plaque plaquée a été effectué à plusieurs reprises en utilisant les 120 000 turbines de la machine de polissage automatique. La qualité de polissage était bonne, éliminant le problème de qualité inégale locale causé par le polissage manuel. La longueur d'échantillonnage du test de rugosité était de 1=2 0,50 mm, et la rugosité longitudinale mesurée était d'environ 10 ~ 1,3, et la rugosité transversale était de 1,5 ~ 1,85. La taille de la partie concave et convexe de la surface détermine le degré de rétention du jet, c'est-à-dire le degré de fusion supplémentaire sur l'interface de soudage lorsque l'énergie cinétique du jet est transformée en énergie thermique.

Une fois la surface bien polie, la couche de pollution formée par l'huile, la graisse et l'eau attachées à la surface est facile à enlever. En utilisant la théorie de la littérature étrangère pour référence, si la somme de la rugosité de la plaque de base et de la plaque plaquée est inférieure à un dixième de l'amplitude d'onde normale, généralement entre 2 et 3 um, une soudure qualifiée peut être obtenue. Si elle est supérieure à cette donnée, il peut y avoir une couche de fusion périodique. Après le polissage, la rugosité de la plaque de base utilisée cette fois peut atteindre 1 ~ 2 um, de sorte qu'elle peut répondre aux exigences de liaison des matériaux.

2. la fusion de l'interface affecte la liaison titane / acier inoxydable

Il est facile de voir un phénomène lors de l'explosion de l'acier inoxydable au titane que l'interface fond. En effet, le titane et le fer sont faciles à former des composés intermétalliques tels que TiFe, TiFe2, Ti2Fe, etc., et plusieurs composés intermétalliques fragiles composites peuvent également être formés entre le titane, le fer, le chrome et le nickel. Une accumulation excessive de chaleur à l'interface de soudage conduira à une fusion excessive de l'interface composite. En raison de la fragilité des intermétalliques, le joint est cassant, ce qui est facile à provoquer des fissures à l'interface de soudage sous l'action de la contrainte de soudage. Les défauts sur l'interface dus à la propagation des fissures ont un impact important sur la force de liaison de l'interface de soudage explosif. Par conséquent, l'occurrence de la fusion de l'interface doit être minimisée ou même évitée. Par conséquent, la limite supérieure des paramètres dynamiques du soudage explosif doit être évitée pour le soudage explosif du titane / acier inoxydable. N'adoptez pas une vitesse de détonation trop élevée, de sorte que l'interface puisse produire un ramollissement thermique et un jet, et rapidement refroidir et se solidifier pour avoir suffisamment résistance à la traction.

  Deux essais de soudage à l'explosif titane/inox montrent qu'il est possible de réaliser un soudage à l'explosif titane/inox sans couche de transition dans une certaine plage. Le soudage à l'explosif direct du titane / acier inoxydable est réalisé en contrôlant sa qualité de surface, en améliorant l'angle de collision et en augmentant la quantité de flux de jet. Ce processus résout les problèmes de fusion et de force de liaison insuffisantes causés par l'absence de couche de transition titane / acier inoxydable, simplifie le processus et réduit les coûts, et la qualité du produit est stable, répondant aux besoins de fabrication d'équipements de l'industrie.