复层强度对钛钢复合板焊接性能有何影响？研究来解答

复层强度对钛钢复合板焊接性能的影响

钛钢复合板材属于一种重要的多层金属组合材料，经常被用在能源开发、冶金加工、石化制造、环境治理、氯碱生产、航空航天以及核能利用等许多大型工程领域，其优势在于能够节省稀有金属的消耗，减少设备制造的费用，同时还能实现多种特殊用途的要求。因为钛金属和钢铁材料之间存在比较差的相互融合性，所以一般选择利用爆炸焊接技术来制作出结合力非常强的钛钢复合板材。钛钢复合板的结合强度受复层钛板材性能显著制约，此性能在适宜的爆炸焊接工艺参数区间内表现突出。该研究以TA2/Q235B复合板为分析载体，考察了不同强度钛板对结合强度的作用差异。通过精确控制O元素与Fe元素的浓度水平，可以优化钛板材的力学特性，确保其在原材料阶段即能满足结合强度标准。

1　试验材料及方法

1.1　试验材料

实验所用的钛材料是TA2牌号，其详细成分和特性请参见表1。复合板材的基底层选用碳钢Q235B，该材料的成分完全符合GB/T3274-2007标准的规定。

1.2　试验工艺方法

（1）材质：TA1/Q235B

尺寸（毫米）：宽五分之二十，长二百，高三百，搭配六套测试样板

（3）工艺方案：边部起爆；

（4）工艺参数：间隙h=8mm质量比R=1.0

（5）取样位置：起爆点外100mm处；

（6）试样状态：退火态

（7）热处理工艺：电阻炉540±10℃，4小时，空冷。

2　实验结果与讨论

采用强度各异的钛质板材实施爆炸接合，随后从6批样品中分别提取部分，执行比较性检测，相关数据载于表2。

表2表明，钛板抗拉强度低于300兆帕时，制成的复合板在剪切强度和弯曲性能方面均符合ASME898-2005标准要求。

根据现有文献记载，能够借助调控氧与铁两种元素的多少来改变钛制板材的坚韧程度。针对具备不同氧铁含量水准的钛质板材，对其σb值实施了测定，测试数据详见表3。

从以上两表中的相关数据可以得出以下结论：

钛钢复合板的结合效果同钛板的坚韧程度呈现负相关，钛板必须维持恰当的硬度和延展性，才能符合爆炸连接的标准，进而制造出品质合格的钛与钢复合板材。

符合爆炸焊接条件的钛钢板，能够通过调整其化学构成里强化金属O和Fe的占比（重量百分比），确保O的含量不超过0.08，Fe的含量不超过0.07。

表1　TA1钛板的化学成分和力学性能

表2　纯钛板强度与复合板性能的关系

表3　氧和铁含量对钛板材强度的影响

联系我们

电话：0917－3377899