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双金属复合管的制备方法——复合板卷焊法

双金属复合管的制备方法——复合板卷焊法

复合板的卷焊复合技术,是一门新兴的焊接技术。它采用复合板直接弯卷成目标产品的尺寸,然后分别采用常规的方法分别焊接复合管的内外层。它既要研究焊接的一般规律,又要研究焊接的特殊规律。由于不同的金属材料在物理和化学性能上的差异,在不同程度上影响了他们之间的焊接性。应当指出,对于以耐腐蚀、耐热、耐磨、导电和装饰等为目的复层和以结构钢保证强度的基层组成的复合管来说,对复合板卷焊成复合管的要求可归纳为两方面:一是力学性能,二是物理化学性能。前者如强度、塑性、冲击韧性和弯曲角,通常以不低于基层的力学性能指标为准。后者主要是指物理和化学性能,以保证原始复层的化学组成和组成状态来保证。例如,对于钛/钢和不锈钢/钢复合板来说,为了保证焊缝中钛层和不锈钢的耐腐蚀性,必须保证他们原来的化学成分和组织状态。对于以装饰为目的的不锈钢/钢和黄铜/钢复合板来说,为了保证焊缝的装饰性,也必须保证他们复层原有的化学组成和组织状态L2J。在爆炸复合材料复合的接头形式和破口形状确定之后,就能够实施具体的复合工艺了。对于不同的复合材料来说,它们的复合工艺和工艺参数,如熔化焊时的焊接方法和焊接类型、保护气体和介质、电流和电压等都必须在实践中认真摸索,然后总结经验,逐步改进和提高。但由于大多数复合板组成材料的物理化学性能差异较大,复合板厚度尺寸各异而给实际上的焊接操作带来较大的困难。例如我们在实施铝/钢爆炸复合板的焊接过程中,由于铝的熔点(660℃左右)远比钢的熔点低(1800℃左右),同时钢的热导率比较小,在焊接实施过程中容易造成钢层热量集中,由此可能造成两种不利的后果:

一、由于铝/钢界面温度的升高,容易形成脆性的铝铁相金属化合物而影响材料的性能。

二、钢面的温升甚至可能超过铝的熔点而造成复合板的损坏。

为了避免以上不利情况,只能在复合板焊接时开较浅的坡口,但使得复板焊接存在未焊透的可能。虽然一些文献上介绍了一些焊接效果较好的坡口形式,但只是针对某一些金属组合而言的。复合管通常是在电解液中工作,由于焊缝性能与基体组织性能间的差异,很容易造成在焊缝周围发生电位腐蚀而限制了卷焊复合管在恶劣工作条件下的使用性能。因为上述原因,到目前为止,仅公布了三种复合板焊接的国家标准铜及铜合金复合板、不锈钢复合板和钛及钛合金复合板的焊接技术条件。最后需注意的是这种焊接方法对于生产小直径的长复合管是不适用,因为这种尺寸的复合管使我们在实施焊接内层管的操作上有一定的困难。