钛设备制造

第一章钛设备制造
第一节概述
钛与钛合金具有密度小、比强度高、良好的塑、韧性和耐腐蚀性能好的优点。

随着工业的发展，钛及钛合金已广泛应用于航空、航天工业、核工业、海洋工程、石油、化工、轻工、食品加工、冶金、电力、医药卫生等行业。

钛的化学、物理、机械性能的特点
（1）金属钛的密度为cm3,高于铝而低于钢、铜、镍，但比强度位于金属之首。

钛的熔点1660±10℃。

沸点3287℃。

化合价+2、+3和+4。

有良好的抗腐蚀性能，不受和海水的影响。

在常温下，不会被稀盐酸、、硝酸或稀碱溶液所腐蚀；只有氢氟酸、热的浓盐酸、浓硫酸等才可对它作用。

（2）金属钛具有爆炸性，遇热、明火或发生化学反应会燃烧爆炸。

其粉体化学活性很高，在空气中能自燃。

金属钛不仅能在空气中燃烧，也能在或中燃烧。

高温时易与卤素、氧、硫、氮化合。

钛燃烧时采用干粉、干砂灭火。

严禁用水、、二氧化碳扑救。

高热或剧烈燃烧时，用水扑救可能会引起爆炸。

（3）钛的活泼性大，不仅在溶化状态下，即使在400℃以上的固相态，也极易被水分、空气、油脂及氧化物等污染，吸收氧、氮、氢、碳等，使焊接接头塑性和韧性下降，并引起气孔、裂纹。

铁污染对钛的危害主要是导致焊接、加热时形成脆性钛铁化合物的相使焊缝的力学性能、耐腐蚀性能下降；在腐蚀介质的作用下表面铁微粒引发点蚀、和氢脆等。

（4）钛的线膨胀系数约为碳钢的2/3,相当于不锈钢的50%。

钛的导热系数比碳钢小倍，比不锈钢低。

（5）钛具有明显的回弹性，其回弹力是不锈钢的冷成型时的2~3倍。

和不锈钢一样容易发生粘连。

钛的拉升强度随着温度的升高而降低。

当温度达到250度时其抗拉强度只有室温的50%。

（6）工业纯钛的塑性与温度有着特殊的关系，室温至200。

C时，钛的相对延伸率增加，再继续升温则开始下降。

在450~500时相对延伸率达到最小值随后又明显上升。

因此使用温度不超过350。

C。

（8）钛不能与其他金属熔焊。

钛材的焊接接头设计和其他金属采用的接头形式相似，但要求装配焊缝更紧密。

薄板的对接接头一般不留钝边间隙。

（9）钛的硬度、强度随着冷变形过程的增加而增加。

钛具有良好的抗疲劳性，但对缺口的敏感度较高。

（10）钛及钛合金由于自身的导热性较差，切削加工中很容易导致过热、粘刀、吸氧、氢、氮形成硬而脆的外皮，形成加工硬化现象。

金属制作过程是一个由多工种、多专业、根据工艺规程、路线相互配合的制作过程。

正确的认识所制材料的特性，是保证产品质量、提高劳动效率的必要条件。

希望从事特容制造的每一位员工能够充分认识和掌握所制设备的材料的各方面的性能。

第二章铆工制作
第一节铆工基础知识
铆工是一个掌握全局性的工种，主要是根据设计图纸，按照工艺流程进行设备的工艺分解、展开、下料、成型矫形、组对装配、测量。

并达到相应的设计标准和工艺要求。

铆工必须具备较强的识图、制图能力、能够熟练的对零部件进行展开放样；具备一定的焊接技能，金属材料热处理知识；熟练的操作常用的铆工机械等。

铆工制作结构形式主要有箱体结构、桁架结构；按照金属的制作成型温度分可分为三大类：
一、冷作
金属在常温下成形。

优点为无需加热、保证晶间组织不发生变化、无氧化皮、成形简单、操作方便、成本低廉。

部分金属在冷态下制作时容易出现冷作硬化、塑性下降、变形抗力加大有时会产生裂纹等缺陷。

另外部分金属在冷成型之后后的焊接过程中也会出现应力释放，导致如组对焊缝的错边等。

二、热作
金属在再结晶温度上成形。

优点为：再结晶温度作用可消除内应力，避免冷作硬化，增加材料韧性，降低屈服极限，减少设备动力消耗。

三、温作
金属介于冷作和热作之间的成形。

优点为加热时间短、氧化层较少、模具压痕小、脆断危险小。

温作后的热加工可在焊后热处理的温度下进行。

温作后的冷校形应先消除应力、恢复韧性后进行，防止缺口产生裂纹。

金属制作时一项以铆、焊为主体，热处理、机械加工相配合，在工艺规程的指导下，完成产品制作的一个过程，具体采用什么方法是要根据金属的特性、工艺的要求、设计的需要等来综合考虑的。

第二节钛及钛复合板下料操作要点
1钛材或其他有色金属材料的划线应用金属铅笔或记号笔。

在后续工序中可以被切除的部位允许用划针划线、打样冲眼。

2钛材在搬运和划线过程中应用软质材料包垫，防止钛材表面的划伤。

4 钛材及其他有色金属在划线下料前以及加工过程中必须做好标记移植，防止材料的混用。

3复合板划线应在复层上进行，禁止在钛层打样冲眼、划伤钛表面。

5筒体板下料时应先检查板材边缘的直线度，并找出直角基线。

对角线的误差不超过2mm。

为保证所下筒体板的矩形，应同时在板料的切割线以内增加测量基准线，以方便坡口加工时的对刀测量。

6钛材和钛钢复合板可用火焰、等离子切割、冲剪或机械加工方法下料。

火焰切割的表面必须留出热影响区5mm至10mm的余量（具体根据切割方法而定），同时须将熔渣清理干净。

当采用火焰或等离子切割时，要做好复层的保护，不允许火花飞溅在钛材表面，切割边缘必须用打磨或机械加工方法去除污染层。

7采用火焰切割钛时切割速度要比同厚度的碳钢快4~5倍，对于厚度小于20mm的钛板氧化层及污染深度可达~2mm以上，一般用机械加工的方法去除。

因此机械加工余量一般不得小于5mm。

8对于厚度大于40mm的钛钢复合板应先在复层上剔出一道切割沟槽再进
行切割。

所有钛钢复合板如采用气割坡口的方法是必须先剔边后气割，坡口切割时应由复层往基层方向切割。

9钛或钛钢复合板筒体在气割开孔时应在开孔边缘以及火花所喷射到的地方刷防护涂料进行保护。

并注意防止开孔板直接吊入筒体内、砸伤筒体。

对于小直径的钛筒体、管道的开孔一般放在水槽中进行。

厚度大于40mm的钛钢复合板筒体孔的划线、开孔一般在筒体内部进行。

开孔方法与第6条一致。

10剪切钛及其他有色金属材料时必须十分注意材料表面的保护，要先检查休整剪板机的工作台面、压脚使其保持光滑、无颗粒、尖锐的突起防止有色金属的压伤
11钛材剪切边的裂纹最大不能超过50mm。

裂纹要用磨削、抛光的方法去除。

12钛材可在冲剪床或冲床上一次冲剪出所需形状，对于厚度小于的钛材，模具的制造公差应控制在+以内。

第三节钛材的成形
1 钛材的成形一般分为冷成型和热成形。

由于钛材的特殊性热成型的加热温度不超过350℃。

2钛、及钛复合板筒体的卷制成形用卷板机一般采用衬胶滚；若采用钢棍时卷筒前，卷板机上、下辊表面应清理干净不得有尖锐的突起、毛刺、颗粒。

上辊与钛板之间应衬有隔离垫，以保护钛板表面不受污染和压伤。

3曲率较小的纯钛筒体校形后两边容易出现翻遍现象，应采用两边加温再
次校形，以保证筒体的圆度与直线度。

4卷制曲率半径较小的钛钢复合板圆筒，为预防复层剥离，应先进行预弯，一次下压量不应过大，同时在滚圆时，不允许停留在未复合部位，以免引起松动面积扩大。

5钛及钛合金板A、B类焊接接头对口错边量b（见图1）应符合表1的规
6在焊接接头环向形成的棱角E（见图3），用弦长等于1/6内径Di，且不小于300mm的内样板或外样板检查，其正值不得大于（δs/10+2）mm，且不大。