Tykke pladevalsemetode til titaniumstålkompositplade
Læg en besked
Titanium stål kompositplade kombinerer en korrosionsbestandig titanium overflade med en strukturel stål base, så den færdige komponent opfører sig som titanium, hvor den vender mod mediet og som stål, hvor den bærer belastningen. Den tykke pladerulningsrute bygger denne kombination ved at rulle bonding frem for ved støbning, og hvert trin i sekvensen har et klart formål: Hold grænsefladen ren, bring de to overflader i intim kontakt under varme og tryk, og reducer derefter pakningen til den bestilte tykkelse.
Opbygning af den lagdelte forsamling
Processen starter med at samle titaniumpladen, som bliver til beklædningen eller kompositmaterialet, med stålpladen, som bliver basismaterialet, til én indstøbt plade. En passende mellemindsats placeres mellem titaniumpladen og stålet. Dens rolle er at holde titanium og jern adskilt under opvarmning, fordi en direkte grænseflade mellem titanium og jern let danner sprøde intermetalliske faser, der ødelægger sejhed og forskydningsstyrke. Den samlede pakning forsegles herefter ved elektronstrålesvejsning under højvakuum, så mellemrummet mellem de to plader evakueres, og fugeledningen ikke kan optage ilt, nitrogen eller fugt under den efterfølgende opvarmning.
Opvarmning og rullebinding på en tyk plademølle
Når pakken er forseglet, fyldes den i en varmeovn og bringes til rulletemperatur. Pakken rulles derefter på tykpladevalseværket, hvor kraftvalsning reducerer sektionen og presser titanium- og ståloverfladerne hårdt nok sammen til at skabe en kontinuerlig metallurgisk binding på tværs af hele grænsefladen. Rulningen fortsætter, indtil pakken når den nødvendige tykkelse. Fordi bindingen dannes ved deformation i valsebiddet, afhænger processen af tilstrækkelig reduktion i de første gennemløb, ensartet opvarmning og en korrekt størrelse pakke til møllestanden.
Skæring af periferien og adskillelse af pladerne
Efter rulning skæres periferien af pakken væk, hvilket fjerner det forseglede kantområde, hvor svejsningen og indsatsen kan påvirke bindingskvaliteten. Pakken deles derefter i to plader. Hver rullende pakke giver derfor to beklædte plader, en fra hver side, hvilket er en af grundene til, at ruten er effektiv til volumenproduktion. Kompositpladen kan fortsætte med at blive varmvalset, indtil pladetykkelsen når ca. 4 mm, så den samme bundne plade kan betjene både tunge plader og tyndere målere.
Rullebinding sammenlignet med eksplosiv svejsning
Sekvensen ovenfor er en varmvalselimningsproces. Det beskrives nogle gange som en eksplosiv kompositmetode, men den beskrivelse er ikke nøjagtig: bindingen her skabes ved vakuumforsegling, opvarmning og rulning uden detonation involveret. Eksplosiv svejsning er en separat rute, hvor en vinklet højhastighedspåvirkning danner bindingen ved omgivelsestemperatur og frembringer en karakteristisk bølget grænseflade. I praksis er de to ruter komplementære, fordi mange anlæg anvender eksplosiv svejsning til at fremstille en indledende beklædt plade, der efterfølgende varmvalses til endelig tykkelse.
| Punkt | Varmvalsning | Eksplosiv svejsning |
|---|---|---|
| Obligationsdannelse | Forseglet pakke opvarmet og rullet | Vinklet højhastighedspåvirkning ved omgivelsestemperatur |
| Interface form | Flad til let bølget | Udpræget bølget |
| Beklædningstykkelse | Passer til et bredt område, når reduktionen er tilstrækkelig | Passer til relativt tykkere beklædningslag |
| Plade størrelse | Begrænset af ovn og møllekapacitet | Store enkeltplader kan fremstilles |
| Videre rullende | Komposit kan varmvalses ned til ca. 4 mm | Leveres normalt som svejset eller rullet bagefter |
Inspektion og accept af obligationen
Bindingskvaliteten verificeres, før pladen frigives. Ultralydsundersøgelse af den beklædte plade udføres i overensstemmelse med ASTM A578/A578M, som definerer scanningsmetoden og acceptniveauerne for lamineringer og ubundne områder, mens ASTM B898 dækker specifikationen af reaktiv og ildfast metalbeklædt plade og derfor selve titaniumbeklædt produkt. Sideløbende med ultralydsundersøgelsen kontrollerer producenterne forskydnings- eller trækstyrke på tværs af grænsefladen, beklædningens tykkelse og dens tolerance, overordnede dimensioner og fladhed og overfladetilstand af titaniumfladen. Kantområder og området tæt på tætningssvejsningen får særlig opmærksomhed, fordi det er her, der er størst sandsynlighed for, at ufuldstændig binding opstår.
Ofte stillede spørgsmål
Q: Hvad er titanium stål kompositplade?
Det er en beklædt plade, hvori et titaniumlag er bundet til en stålbundplade, så delen opnår titaniumkorrosionsbestandighed på arbejdsfladen, mens stålet bærer den strukturelle belastning.
Spørgsmål: Hvorfor er pakken svejset med elektronstråle under højvakuum?
Vakuumforseglingen fjerner luft og fugt fra mellemrummet mellem pladerne og forhindrer oxygen, nitrogen og brint i at forurene grænsefladen under opvarmning.
Q: Hvad er mellemindsatsen til?
Det adskiller titanium fra stål ved bindingslinjen og begrænser dannelsen af sprøde intermetalliske faser, der ville reducere sejhed og forskydningsstyrke.
Q: Hvordan producerer en rullende pakke to plader?
Pakken trimmes rundt i periferien og adskilles derefter i to plader, hvilket giver en beklædt plade fra hver side af samlingen.
Spørgsmål: Er dette det samme som eksplosiv svejsning?
Nej. Rullemetoden binder pladerne ved at opvarme og rulle en forseglet pakke, hvorimod eksplosiv svejsning bruger en vinklet højhastighedspåvirkning. De to metoder kombineres ofte.
Q: Hvilke standarder gælder for den beklædte plade?
ASTM B898 dækker reaktiv og ildfast metalbeklædt plade, inklusive titaniumbeklædt produkt, og ASTM A578/A578M definerer ultralydsundersøgelse og acceptniveauer for bindingen.
