鈦鋼複合板

日本鈦加工材的生產始於1954年，鈦鋼複合板則始於1962年。那時的生產方法稱之為「爆炸複合法」，憑藉炸藥的爆發能而接合的一種方法。1986年開發了熱軋法，厚板軋製法。1990年又開發了連續熱軋帶卷的生產法，主要是指薄板的生產。

鈦因其優良的耐腐蝕性而被大量用作各種化學反應容器、熱交換器材料，但缺點是成本較高。特別是作為結構部件使用時這個問題尤為突出，有效的解決方法就是使用鈦鋼複合板。鈦與普通鋼的複合材稱之為鈦鋼複合材，既有鈦的耐蝕性，又有普通鋼板作為結構物的強度，重要的是成本也大幅度下降了。

一般複合鋼板的製造方法有：填充金屬鋼錠軋製法、爆炸複合法、軋制壓接法、堆焊法等。考慮到鈦的特性，工業上常採用爆炸複合法或軋制壓接法，而實際的生產方法則包括①爆炸複合法，軋制壓接法又包括②厚板軋製法③與連續熱軋法。爆炸複合法通常是在常溫下進行的，軋制壓接法是將板組裝、加熱軋制。

爆炸複合法的要點：首先將欲壓接的2張金屬板之間保持一定間隔放置，在其上面再放上適量炸藥。由炸藥的一端起爆，爆炸速度每秒數千米，憑藉該爆發能鈦板從基材鋼板的角度碰撞。在該碰撞點基材鋼板與鈦板因非常大的變形速度與超高壓下顯示出流體行為，兩金屬表面的氧化膜、氣體吸附層作為金屬噴流而排除掉，乾淨的面與面之間的接合就在瞬間完成，稱之為冷接合。

採用該法製造的鈦鋼複合板可繼續熱軋至板厚為4mm，所以又稱為爆炸複合法。

厚板軋製法最初將鈦板（複合材）與鋼板（基材）以嵌入式的板坯組裝。這時，在鈦板與鋼材之間放入合適的中間嵌入材，再在高真空下採用電子束焊接。最後放入加熱爐加熱后，在厚板軋機上強壓軋到所要求的厚度，這樣鈦板與鋼板則真正接合了。最後將外圍切割，分離為2張板。

連續熱軋法與厚板軋製法基本相同，所不同的是2張板中間加入的是鋼板，在大氣下進行電弧焊接，最後在連續熱軋機上連續軋至所要求的厚度，以帶卷形式取出。最後將外圍切割，分離為2張板。

爆炸法、厚板軋製法製造的鈦鋼複合板為厚板，其用途主要用作耐蝕性構造材料。高純度對酞酸設備等的化工設備、冷凝器的管板用在發電設備上。

連續熱軋製造的鈦鋼複合板為薄板，主要用在海洋鋼構造物的襯裡，應用領域為海洋土木。

鈦鋼複合板生產中，其常見的質量問題是：複合板缺陷和焊接缺陷。其中前者主要是結合率不夠、鈦層及鋼層局部表面裂紋等；後者主要有氣孔、裂紋、未焊透、夾渣。

1、複合板缺陷

1）堅持來料復驗制度，複合板的結合狀況應逐張檢驗。重點是過渡接頭、法蘭等。對鈦材不考慮強度的複合板，探傷要求周邊50mm寬的範圍內連續100%超聲波探傷，其餘區域做200mm間距探傷。其餘，100%探傷。

2)複合板塑性差時，要重新退火，消除應力，提高其性能，防止後續製作產生缺陷。

3)對捲筒、衝壓封頭等牽扯板需要彎曲操作時，當溫度低時，要火焰預熱彎曲部位，防止產生鼓泡或裂紋。

4)在刨破口、鑽管孔操作時，下料和鑽孔操作要盡量從鈦層向鋼層方向加工，防止將複合板撕開或形成裂紋。

2、焊接缺陷

1)焊接鈦層要用純度不低於99.99%的氬氣做保護氣體。此外焊絲不允許有裂紋、夾層。

2)焊接前認真清理、處理工件焊接區。環境溫度低於5℃，應用火焰預熱基層鋼面。

3)對於鈦鋼複合板設備，鈦焊縫加工工藝為貼條加工，即將複合板邊部15mm範圍內鈦層去除，先焊接鋼材焊縫，再用50mm寬鈦板條將鋼焊縫完全覆蓋，進行鈦層的焊接，同時氬氣保護。

4)對複合板表面微裂紋必須將缺陷清除乾淨后再進行補焊。對於小裂紋可採用直接補焊法。

5)對於製作以及成檢過程中發現的不貼合，若面積大必須更換材料，若面積小，可以採用補救，用不結合區用鈦鉚釘進行加固，鉚釘以少為宜。