CN112959007A - 一种钛钢复合板型材的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种钛钢复合板型材的制备方法，包括如下步骤：步骤S1：用折弯机将钛钢复合板冷弯成U型槽；步骤S2：在两个U型槽边部的对应位置进行间断式撕边，即通过间断式去除部分钛复层使该区域下方的基层钢板裸露；步骤S3：对裸露的基层钢板沿边部45°方向打坡口；步骤S4：两个U型槽开口相对且边部对接，对撕边位置处的基层钢板进行焊接，打磨焊渣；步骤S5：在焊缝位置贴钛条，用纯钛焊丝对撕边位置处的钛复层和钛条进行焊接，打磨焊渣；步骤S6：用纯钛焊丝将其余未撕边的对接缝焊满；步骤S7：对型材表面进行修磨、喷砂处理。采用本发明方法可高效率、高成材率地获得钛钢复合板矩形管型材产品。

Description

一种钛钢复合板型材的制备方法

技术领域

本发明涉及金属复合材料技术领域，特别地，涉及一种钛钢复合板型材的制备方法。

背景技术

钛因其优良的耐腐蚀性而被大量用作各种化学反应容器、热交换器材料，但缺点是成本较高，特别是作为结构部件使用时这个问题尤为突出，目前有效的解决方法就是使用钛钢复合材。钛钢复合材包括层叠设置的基层钢板和钛复层，该材料既具有钛的耐蚀性，又具有普通钢板的结构强度，相比于钛及钛合金的成本明显降低，更重要的是，钛钢复合材的钢侧可以与海上钢结构直接进行焊接，有非常好的焊接兼容性，从而具备在海洋结构腐蚀与防护领域的应用基础。

我国有18000多公里的海岸线和广阔的领海，海洋资源十分丰富。随着我国经济的迅猛发展，海上“丝绸之路”的规划与带动，海洋构筑物越来越多。例如海洋石油开发涉及到的平台导管架、海底管线、浮式储油轮等，舰船、潜艇，跨海大桥，港口、码头、海堤、大坝等等，这些构筑物对钛钢复合板型材均有强烈需求。

钛钢复合板型材主要包括U型槽、矩形管等，目前关于钛钢复合板型材的相关研究工作较少，而如何将一块平整的单/双复层钛钢复合板材制作成目标型材还存在很大的技术困难。

以矩形管为例，如果采用直接将钛钢复合板材折弯多次后焊接成型的方式，则存在以下问题：①钛钢复合板本身折弯的难度较大，折弯次数过多会导致钛钢复合板出现钛层与钢层分离、折弯后倒角处外表面钛层开裂、折弯压过、折弯回弹等问题；②直接多次折弯后钛钢复合板的最终焊接边难以准确对接，提高了焊接难度，即使焊接成功，所得型材的精度也无法保证，而且焊缝处存在焊接应力可能会使得型材变形。

发明内容

本发明的目的在于提供一种操作简单、成型精度高且加工良品率高的钛钢复合板型材的制备方法，以解决背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种钛钢复合板型材的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1：用折弯机将钛钢复合板冷弯成U型槽；

步骤S2：在两个U型槽边部的对应位置进行间断式撕边，即通过间断式去除部分钛复层使该区域下方的基层钢板裸露；

步骤S3：对裸露的基层钢板沿边部打坡口；

步骤S4：两个U型槽开口相对且边部对接，对撕边位置处的基层钢板进行焊接；

步骤S5：在焊缝位置贴钛条，用纯钛焊丝对撕边位置处的钛复层和钛条进行焊接；

步骤S6：用纯钛焊丝将其余未撕边的对接缝焊满；

步骤S7：对型材表面进行修磨、喷砂处理。

优选地，所述步骤S2的具体过程为：先用切割设备在U型槽的槽边位置沿长度方向切一刀，切割设备的切入深度与表面钛复层的厚度相等，然后直接将钛复层从基层钢板上撕下。

优选地，所述步骤S3的具体过程为：采用火割的方式在基层钢板边部先割出一个角度为45°的斜口，然后用砂轮将坡口打磨光滑。

优选地，所述步骤S4的具体过程为：将两个U型槽的边部对接并用压力机压紧，首先采用点焊将型材固定好，焊接方式采用气保焊，保护气体为CO₂，焊丝为镀铜气保焊丝，然后继续用气保焊将坡口焊好，用焊丝将整个坡口填满。

优选地，所述步骤S5的具体过程为：将钛条置于焊缝位置处，所述钛条的厚度与钛复层的厚度相同、长度和宽度与撕边尺寸匹配，首先用点焊的方式将钛条固定住，焊接方式为氩弧焊，焊丝为纯钛，然后用纯钛焊丝将钛条与钛复层之间的缝隙填满。

优选地，所述步骤S4中，基层钢板焊接完成后需对焊渣进行打磨；在所述步骤S5中，钛复层焊接完成后需对焊渣进行打磨。

优选地，被去除的钛复层的宽度为5-15mm。

本发明提供的技术方案至少具有如下有益效果：

本发明通过采用轧制单/双复层钛钢复合板→冷弯U型→去复层、打坡口→基材焊接、贴条焊接→表面打磨的加工工艺，实现由两个U型型材焊接为一个矩形管型材的技术效果，减少了钛钢复合板的折弯次数，大大减少了钛层分离、钛层开裂、折弯压过、折弯回弹等问题出现的几率，而且两个U型型材对接的组合方式，既降低了侧边对位及焊接时的操作难度，又利用对称的焊接位置实现矩形管受力平衡。

本发明采用间断式撕边而不是整条撕边的加工方式，其目的是为了提高生产效率。此外，考虑到异种金属之间焊接难度极大，钛钢之间高温下焊接会生产脆性的金属间化合物，严重影响到焊接质量，本发明采用先焊接基层钢板再贴钛条以焊接钛复层的加工方式，前期将基层钢材料暴露出来以方便焊接，后期保护整个板材的耐腐蚀性不受影响，实现对生产效率及产品质量的兼顾。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种钛钢复合板型材的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1：用折弯机将钛钢复合板冷弯成U型槽。

步骤S2：在两个U型槽边部的对应位置进行间断式撕边。

具体地，先用手持式切割设备在U型槽上距槽边10mm位置处沿长度方向切一刀，切割设备的切入深度与表面钛复层的厚度相等，然后直接将钛复层从基层钢板上撕下。为了提高生产效率，我们采用间断式地撕去边部接口处的钛复层，以保证基层的钢材料裸露出来方便焊接。

步骤S3：对裸露的基层钢板沿边部打坡口。

具体地，钛复层撕完后，间断式地对接口处进行打坡口，采用火割的方式在基层钢板边部先割出一个角度为45°的斜口，然后用砂轮将坡口打磨光滑。

步骤S4：两个U型槽开口相对且边部对接，对撕边位置处的基层钢板进行焊接。

将两个U型槽的边部精准对接，并采用压力机压紧后进行点焊，焊接方式采用气保焊，保护气体为CO₂，焊丝为镀铜气保焊丝，采用点焊将型材固定好后，继续用气保焊将坡口焊好，用焊丝将整个坡口填满。基层钢板焊接完后用砂轮将突出的焊缝打磨平整，以便后续钛条紧密贴合。

步骤S5：在焊缝位置贴钛条，用纯钛焊丝对撕边位置处的钛复层和钛条进行焊接。

具体地，将钛条贴满焊缝后焊接，以避免钢板生锈，保证产品耐腐蚀性，所述钛条的厚度与钛复层的厚度相同、长度和宽度与撕边尺寸匹配，首先用点焊的方式将钛条固定住，焊接方式为氩弧焊，焊丝为纯钛，然后用纯钛焊丝将钛条与钛复层之间的缝隙填满。焊接完成后用砂轮打磨机将钛贴条处打磨平整。

步骤S6：用纯钛焊丝将其余未撕边的对接缝焊满。

步骤S7：对型材表面进行修磨、喷砂处理，得到目标钛钢复合材料的矩形管。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利保护范围，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。在本发明的精神和原则之内，凡是利用本发明说明书内容所作的任何改进或等同替换，直接或间接运用在其它相关的技术领域，均应包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种钛钢复合板型材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：用折弯机将钛钢复合板冷弯成U型槽；

步骤S2：在两个U型槽边部的对应位置进行间断式撕边，即通过间断式去除部分钛复层使该区域下方的基层钢板裸露；

步骤S3：对裸露的基层钢板沿边部打坡口；

步骤S4：两个U型槽开口相对且边部对接，对撕边位置处的基层钢板进行焊接；

步骤S5：在焊缝位置贴钛条，用纯钛焊丝对撕边位置处的钛复层和钛条进行焊接；

步骤S6：用纯钛焊丝将其余未撕边的对接缝焊满；

步骤S7：对型材表面进行修磨、喷砂处理。

2.根据权利要求1所述钛钢复合板型材的制备方法，其特征在于，所述步骤S2的具体过程为：先用切割设备在U型槽的槽边位置沿长度方向切一刀，切割设备的切入深度与表面钛复层的厚度相等，然后直接将钛复层从基层钢板上撕下。

3.根据权利要求1所述钛钢复合板型材的制备方法，其特征在于，所述步骤S3的具体过程为：采用火割的方式在基层钢板边部先割出一个角度为45°的斜口，然后用砂轮将坡口打磨光滑。

4.根据权利要求1所述钛钢复合板型材的制备方法，其特征在于，所述步骤S4的具体过程为：将两个U型槽的边部对接并用压力机压紧，首先采用点焊将型材固定好，焊接方式采用气保焊，保护气体为CO₂，焊丝为镀铜气保焊丝，然后继续用气保焊将坡口焊好，用焊丝将整个坡口填满。

5.根据权利要求1所述钛钢复合板型材的制备方法，其特征在于，所述步骤S5的具体过程为：将钛条置于焊缝位置处，所述钛条的厚度与钛复层的厚度相同、长度和宽度与撕边尺寸匹配，首先用点焊的方式将钛条固定住，焊接方式为氩弧焊，焊丝为纯钛，然后用纯钛焊丝将钛条与钛复层之间的缝隙填满。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述钛钢复合板型材的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中，基层钢板焊接完成后需对焊渣进行打磨；在所述步骤S5中，钛复层焊接完成后需对焊渣进行打磨。

7.根据权利要求6所述钛钢复合板型材的制备方法，其特征在于，被去除的钛复层的宽度为5-15mm。