專利名稱：一種鈦合金板膨脹節制作方法
技術領域：
本發明涉及鈦合金板膨脹節的制作，尤其是TAlO膨脹節的選材及制作工藝。
背景技術：
波紋管膨脹節作為一種管道補償構件，在電力、石化、供熱、鋼鐵、城建等領域被廣泛地應用。其作用是在動力或熱力管網中、設備與管路、設備與設備之間的連接中起補償作用。波紋管膨脹節以它的軸向伸縮或角度變化來補償管路系統或設備因溫差(或機械運動)造成的位置移動；消除設備開車、停車或正常運行條件下的振動。因此，波紋管的應力分布需均勻，不應存在應力集中，有色金屬TAlO膨脹節具有良好的耐腐蝕性能，但在制作過程中，最常見的是由于應力集中引起的波峰、波谷R弧段及焊縫與母材的熔合線處微裂紋，出現缺陷的波紋管不允許返修，且不允許使用在設備或管道中。·現有的鈦合金板(如TA10)膨脹節在制作中容易出現裂紋、嚴重氧化等質量問題，成品率低。
發明內容
本發明目的是為解決鈦合金板(如TAlO板)膨脹節在制作過程中容易產生的缺陷，本發明提供了一種TAlO膨脹節選材方法及制作工藝。本發明技術方案是鈦合金板膨脹節制作方法，在鈦合金板(TAlO)膨脹節制作過程中，將膨脹節的半波整體沖壓，采用板料分瓣拼焊，再由半波元件焊接成為一個個單元的方式成型，采用兩次熱處理的工藝第一次熱處理是在半波坯料焊接成一個單元后采用整體消應力熱處理；第二次熱處理是TAlO膨脹節兩半波組焊成為一個單元，并焊接成膨脹節后進行整體熱處理，焊接接頭無損檢測合格后，采用整體恢復材料性能熱處理的制作工藝。兩次熱處理均應在鈦合金板(TA10板材)內外表面涂高溫防氧化膏，且在充滿惰性氣體、密封性能較好的電熱處理爐中進行。根據TAlO板材的厚度，壓制前及焊接后兩次熱處理工藝條件是第一次熱處理，在540°C飛00°C的溫度范圍內保溫廣2小時，隨爐冷卻；第二次熱處理，在550°C飛50°C的溫度范圍內保溫2小時，隨爐冷卻。帶溫壓制成型鈦合金板(TAlO)膨脹節在壓制前將半波坯料在熱處理爐內加熱至500°C飛00°C，保溫O. 5^1小時，出爐后采用上下沖壓模具沖壓方式成型，且保證終壓溫度不低于300°C。上下沖壓模具與鈦合金板(TAlO)材料表面接觸的部分，采用襯鈦層的方式，保護TAlO膨脹節表面不被鐵離子污染。本發明的鈦合金板TAlO膨脹節前期坯料選材，選用大型有色金屬廠家且質量較好的管坯材料，確保使用低鐵氧、B類爆炸復合板復層TAlO板材，其中關鍵雜質元素含量Fe% ( O. 10%、0% ( O. 10%, TAlO板材延伸率彡35%，且交貨狀態為熱軋態，機械加工方法去除氧化皮，表面應無明顯劃痕、劃傷及修磨痕跡。為確保材料的化學成分及力學性能，在TAlO膨脹節投料之前應認真核對原材料質量證明書，且對原材料關鍵項目進行復驗，驗證其符合以上要求。采用上下模具帶溫熱壓成型，且保證終壓溫度不小于300°C，壓制成型后兩半波組焊，焊接接頭無損檢測合格，再次采用整體恢復材料性能熱處理的制作工藝，熱處理溫度為5500C飛50°C，保溫廣2小時隨爐冷卻，且熱處理爐要求須為電加熱爐，熱處理爐內充惰性氣體以防止TAlO材料吸氫、氧脆化，坯料內外表面涂KBC-12高溫防氧化膏，從而保證TAlO膨脹節的質量，尤其是焊縫的質量，確保波紋管的使用性能。本發明的有益效果是TA10坯料經過合理的選材，半波坯料焊接完成采用整體消應力熱處理，壓制成型后再次采用整體消除應力熱處理的制作工藝，但熱處理爐須為充滿 惰性氣體、密封性能較好的電爐，以防止波紋管在熱處理過程中TAlO材料吸氫、氧脆化，使TAlO材料的應力分布均勻，保證TAlO材料質量，尤其是焊縫質量，確保了 TAlO膨脹節的使用性能，不但制造上工藝合理，而且使用壽命明顯延長。
圖I是本TAlO膨脹節制作工藝的結構示意圖。圖2是本TAlO膨脹節示意圖。
具體實施例方式以下結合附圖對本發明具體實施方式
進行說明。圖I為常規的機械方法壓制波紋管。圖中，油壓機I、成型模具上模2、TA10半波坯料3、成型模具下模4、移動操作平臺5。TAlO膨脹節單元的左半波6、TAlO膨脹節單元的右半波7。TAlO膨脹節制作前期坯料選材尤為重要，選用大型有色金屬廠家且質量較好的管坯材料，確保采用低鐵氧(行業中認可的)TAlO板或B類爆炸復合板復層TAlO板材，其中關鍵雜質元素含量Fe% ( O. 10%,0% ( O. 10%, TAlO板材延伸率彡35%，且交貨狀態為熱軋態，機械加工方法去除氧化皮，表面無明顯劃痕、劃傷及修磨痕跡。材料在使用前復驗化學成分及力學性能，并核對原材料質量證明書，符合相應材料標準且符合以上采購要求，檢查表面質量，無劃痕及修磨痕跡。TAlO膨脹節管坯原材料檢驗及復驗合格后，下料卷制成型，用丙酮清理TAlO材料坡口表面及兩側，采用焊接工藝評定合格的鎢極自動氬弧焊焊接工藝，在正反兩面氬氣保護充足的狀態下，采用小電流，慢速焊的方式，將坯料焊接完成，焊接接頭目視合格后，表面按100%PT及100%RT無損檢測，按JB/T4730-2005 I級合格檢驗，無損檢測合格后，波紋管兩件坯料整體進行熱處理，以消除焊縫應力，熱處理爐須為充滿惰性氣體、密封性能較好的電爐。TAlO膨脹節在壓制前將半波坯料在熱處理爐內加熱至500°C飛00°C，保溫O. 5^1小時，出爐后采用上下沖壓模具沖壓方式成型，(如膨脹節單元的左半波6、TAlO膨脹節單元的右半波7構成一個單元，N個單元最后構成一個膨脹節整體)。且保證終壓溫度不低于300°C。上下沖壓模具與TAlO材料表面接觸的部分，采用襯鈦層的方式，且TAlO材料內外表面涂KBC-12高溫防氧化膏，保護TAlO膨脹節表面不被鐵離子污染。
TAlO膨脹節具體的制作方法，在TAlO膨脹節制作過程中，采用兩次熱處理的工藝及帶溫壓制成型，保證波紋管的生產質量及使用性能第一次熱處理是在半波坯料焊接完成采用整體消應力熱處理；第二次熱處理是TAlO膨脹節壓制焊接完成、焊接接頭無損檢測合格后，采用整體恢復材料性能熱處理的制作工藝，兩次熱處理均應在TAlO材料內外表面涂KBC-12高溫防氧化膏，且在充滿惰性氣體、密封性能較好的電熱處理爐中進行。根據TAlO材料的厚度，壓制前后兩次熱處理制度大至為第一次熱處理，在540°C飛00°C的溫度范圍內保溫I或2小時，隨爐冷卻；第二次熱處理，在550°C ^650°C的溫度范圍內保溫I或2小時，隨爐冷卻。在壓制前將TAlO半波坯料在熱處理爐內加熱至550°C或600°C，保溫
O.5^1小時，出爐后采用上下沖壓模具沖壓方式成型，且保證終壓溫度不低于300°C。采用上述條件處理后的TAlO膨脹節的質量比不采用上述工藝條件的產品質量有顯著區別。不采用上述工藝條件的產品焊縫熔合線處易出現微裂紋，因出現缺陷的波紋管不允許返修，舊工藝制備產品的時間和使用壽命有明顯的區別。根據TAlO板材的厚度，壓制前及焊接后兩次熱處理工藝條件是在540°C飛00°C的溫度范圍內保溫廣2小時，TAlO板材厚度較厚時取保溫溫度上限、保溫時間上限。 采用此TAlO膨脹節制作工藝生產的波紋管，經表面整體100%PT及100%RT無損檢測，按JB/T4730-2005 I級合格檢驗，在波紋管波峰、波谷R弧段及焊縫部位未出現缺陷，其外形尺寸及內在質量均符合相應的波紋管標準，保證了 TAlO膨脹節的整體質量。
權利要求
1.鈦合金板膨脹節制作方法，其特征是將膨脹節的半波整體沖壓，分瓣拼焊，即由兩個半波坯料焊接成為一個單元的方式成型，采用兩次熱處理的工藝第一次熱處理是在半波坯料焊接成一個單元后采用整體消應力熱處理；第二次熱處理是膨脹節半波組焊成為一個個單元，并焊接成膨脹節后進行整體熱處理，且在焊接接頭無損檢測合格后，采用整體恢復材料性能熱處理的工藝。
2.鈦合金板膨脹節制作方法，其特征是兩次熱處理均應在TAlO板材內外表面涂高溫防氧化膏，且在充滿惰性氣體、密封性能較好的電熱處理爐中進行；兩次熱處理工藝條件是第一次熱處理，在540°C飛00°C的溫度范圍內保溫廣2小時，隨爐冷卻；第二次熱處理，在550°C 650°C的溫度范圍內保溫1 2小時，隨爐冷卻。
3.鈦合金板膨脹節制作方法，其特征是半波整體帶溫壓制成型鈦合金板膨脹節在壓制前將半波坯料在熱處理爐內加熱至500°C飛00°C，保溫O. 5^1小時，出爐后采用上下沖壓模具沖壓方式成型，且保證終壓溫度不低于300°C。
4.鈦合金板膨脹節制作方法，其特征是上下沖壓模具與鈦合金板材料表面接觸的部分，采用襯鈦層的方式，保護TAlO膨脹節表面不被鐵離子污染。
5.鈦合金板膨脹節制作方法，其特征是鈦合金板使用低鐵氧、B類爆炸復合板復層TAlO板材，其中關鍵雜質元素含量Fe% ( O. 10%,0% ( O. 10%，板材延伸率彡35%，且交貨狀態為熱軋態。
6.鈦合金板膨脹節制作方法，其特征是焊接接頭無損檢測合格，再次采用整體恢復材料性能熱處理的制作工藝，熱處理溫度為550°C飛50°C，保溫廣2小時隨爐冷卻，且熱處理爐要求須為電加熱爐，熱處理爐內充惰性氣體以防止TAlO材料吸氫、氧脆化，坯料內外表面涂KBC-12高溫防氧化膏。
全文摘要
一種鈦合金板膨脹節制作方法，將膨脹節的半波整體沖壓，分瓣拼焊，即由兩個半波坯料焊接成為一個單元的方式成型，采用兩次熱處理的工藝第一次熱處理是在半波坯料焊接成一個單元后采用整體消應力熱處理；第二次熱處理是膨脹節半波組焊成為一個個單元，并焊接成膨脹節后進行整體熱處理，且在焊接接頭無損檢測合格后，采用整體恢復材料性能熱處理的工藝。從而保證膨脹節的質量，尤其是焊縫的質量，確保膨脹節的使用性能。
文檔編號C22F1/18GK102785062SQ201210299369
公開日2012年11月21日 申請日期2012年8月22日 優先權日2012年8月22日
發明者周景蓉, 李永遠, 沈小斌, 陶娟, 高利霞 申請人:南京德邦金屬裝備工程股份有限公司