本发明涉及爆炸焊接和轧制生产工艺，属于金属复合板制造领域,特别涉及一种汽轮机凝汽器用钛钢复合板生产工艺。
背景技术：
随着我国电力建设的发展，未来几年电力领域对汽轮机凝汽器用大幅面钛钢复合板的需求将迅猛增加，由于大幅面钛钢复合板生产技术难度很大，目前国内仅有个别企业使用爆炸焊接技术进行生产。到目前为止，国内爆炸焊接长或宽大于4000mm的大幅面钛钢复合板技术尚不完全成熟，尤其是在结合率、不平度等技术指标和可承受持续加工特性方面达不到该领域的特殊要求，往往造成产品报废等经济损失。我国相关专家学者针对这一技术难题开展了相应的课题研究，如2012年4月刊杂志«固体力学学报»上就发表了（大幅面爆炸焊接质量的板幅尺寸效应研究）成果，2012年1月刊«爆炸与冲击»杂志也就同一课题发表了（大幅面爆炸焊接脱焊问题的数值模拟）一文，两项研究成果均得出结论，对于钛钢复合板，随着幅面的增加，爆炸复合脱焊区范围也更大，这是由于钛材料特性、炸药起爆方式和板幅尺寸三方面因素共同作用的结果。因此，研究开发一种即满足汽轮机凝汽器用钛钢复合板技术要求，又快捷、经济的大幅面钛钢复合板新工艺，很有必要。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服爆炸焊接钛钢复合板时板幅增大而出现的脱焊问题而提供一种避免直接爆炸焊接大幅面钛钢复合板时出现的脱焊现象的汽轮机凝汽器用钛钢复合板生产工艺，这种生产工艺先小幅面爆炸焊接钛钢复合板，而后进行轧制成大幅面钛钢复合板。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种汽轮机凝汽器用钛钢复合板生产工艺，该生产工艺包括如下步骤：
步骤1：基、复板下料与处理；按照预定交货尺寸，在长度，即轧制方向按比例缩小尺寸，按相应比例增大基复板厚度，使其满足轧制后预定的尺寸和基复板厚度；
步骤2：爆炸焊接；将缩小长度、增大基复板厚度、长宽均小于4000mm的小幅面钛钢复合板放置于沙土之上，基复板之间间隙为复层板厚的1.6倍，复板外表面涂刷机油；
步骤3：轧制；开轧温度控制在850-900℃，终轧温度控制在700-750℃；最大下压率不大于25%；
步骤4：成型，经校平、切边后，界面复合率达到100%，剪切强度达到320mpa,整板不平度小于4mm。
所述步骤1中基复板下料与处理包括：按照预定交货尺寸，在长度，即轧制方向按比例缩小尺寸3倍，按3倍比例增大基复板厚度，使其满足轧制后预定的尺寸和基复板厚度；按基层板尺寸，对复层板四周开应力槽，槽深为复层板厚的1/3，以预防爆轰边部效应对复板的撕裂。
所述步骤2中复板上面布置爆速为2000-2300m/s的混配粉状乳化炸药，起爆点布置在复层板长边中部，起爆点为爆速达8000m/s多的黑索金炸药。
所述步骤3中将爆炸焊接后的钛钢复合板料坯室温下入炉，500℃以下升温速度≤120℃/h、500-900℃时升温速度≤80℃/h，保温时间设计为1.25min/mm，以确保整个钛钢复合板坯料内外温度均匀化，为顺利轧制提供保障。
所述步骤3中退火保温温度540-560℃，保温时间为25mm/h；按工艺尺寸要求，使用刨床切除四周边缘并按工艺要求打坡口，按设计工艺要求，包装产品。
该生产工艺采用厚度为12mm的ta2板和厚度120mm的q235b板爆炸焊接为长、宽均小于4000mm的小幅面钛钢复合板坯料，通过轧制工艺生产出复层ta2为4mm、基层q235b为40mm、长6000mm以上且宽3500mm以上的大幅面钛钢复合板。
本发明的技术方案产生的积极效果：1、采用钛和钢延伸性能较好的优势，首先爆炸焊接工艺技术难度小的小幅面钛钢复合板，经检验复合要求后进行热轧，从而避免了直接爆炸焊接大幅面汽轮机凝汽器用钛钢复合板而引起的边部褶皱（撕裂）、局部脱焊（不复合）、不平度、剪切强度难达标等。2、爆炸焊接长和宽均小于4000mm的小幅面钛钢复合板可以有效的缩短基复板间的排气路径，使引起基复板脱焊的残留气体降至最低，使爆炸焊接的工艺窗口扩大，利于爆炸焊接结合强度的提高和一致性。3、爆炸焊接的小幅面钛钢复合板可通过超声检测判定可否进入轧制工序，从而有效的控制轧制成品率大于99%以上，并且相比直接爆炸焊接大幅面汽轮机凝汽器用钛钢复合板，其生产效率、成品率、板面平整度、界面结合强度的一致性等都大大提高。通过轧制成型后的大幅面汽轮机凝汽器用钛钢复合板，界面结合率达到100%，界面剪切强度可达320mpa，整板不平度小于4mm，各项性能指标优于标准gb/t8547、nb/t47002.3的规定，完全可以替代进口。
具体实施方式
汽轮机凝汽器用（ta2+q235b）钛钢复合板，成品尺寸为（4+40）×3850×6220mm。其生产工艺为：
步骤1：基、复板处理；
1、基板处理：
（1）、基板材料为q235b钢板，选用的厚度为成品基板厚度的3倍即120mm、宽度3900mm、长度为成品长度的1/3再加成品端部切除量120mm，也即投料基板长度为2194（2074+120）mm，这样基板的投料尺寸为120×3900×2194mm；
（2）、使用机械方法去除基板待结合面氧化层，露出新鲜金属表面，保证待结合面粗糙度ra≤1.6um。
2、复板处理：
（1）、复板材料为ta2板，选用厚度为成品钛钢复合板复层厚度的3倍即12mm、宽度和长度均大于基层板60mm,也即复层板的投料尺寸为12×3960×2254mm；
（2）、在复层钛板长边中部焊接12×160×260mm的外延起爆点，把雷管区引致板外，以保证爆炸焊接结合率达到100%；
（3）、对拼接的钛复板进行去应力处理，退火温度650±10℃、保温温度60分钟；
（4）、复板校平，保证复板板面纵横向平度≤4mm；
（5）、以基板尺寸为准，在复板上对称划线开应力槽，保证复板四周边距基板边缘为30mm，应力槽深3mm，开在待结合面上；
（6）、对复板待结合面使用千叶轮抛光，使其待结合面粗糙度ra≤1.6um。
步骤2：爆炸焊接：
（1）、将基板水平放置于沙土地基上，复板ta2放置于基板之上,复板应力槽线对齐于基板四周边线；基复板之间的间隙为19mm。
（2）、使用机油涂刷复板表面，以防复板表面在爆轰波作用下表面烧蚀；
（3）、使用硬板纸沿复板四周边缘布置药框，然后使用胶带沿复板四周边粘贴密封硬板纸，以防药框内边缘炸药滴漏至基板表面；
（4）、在药框内按设计药高铺设混配爆速为2200m/s的粉状乳化炸药，铺设炸药完成后，在外延起爆点放置爆速达8000m/s多的黑索金高爆速炸药，以尽量缩小由于雷管而引起的不结合区缺陷；
（5）、引爆：把雷管插入放置的高爆速炸药上引爆，在炸药爆轰波的作用下，钛和钢就能强固的冶金结合在一起。
步骤3：轧制:
（1）、加热：将爆炸焊接后的钛钢复合板料坯室温下入炉，500℃以下升温速度≤120℃/h、500-900℃时升温速度≤80℃/h；
（2）、保温：保温时间设计为1.25min/mm，以确保整个钛钢复合板坯料内外温度均匀化，为顺利轧制提供保障；
（3）、开轧：开轧温度控制在800-900℃范围，在此温度范围内最大下压率不大于25%；
（4）终轧：终轧温度控制在≥700℃，低于700℃，应重新加热坯料至800-900℃范围，直至轧制到规定厚度和尺寸。
步骤4：成型：
（1）、退火：对轧制后的复合板进行退火，退火温度540℃，升温速度≤80℃/h，保温时间为（25mm/h）106min；
（2）校平及抛光：使用矫直机对轧制并退火后的汽轮机凝汽器用钛钢复合板按技术数据要求进行校平，使用千叶轮对复层钛板抛光至粗糙度ra≤1.6um；
（3）切割、刨边及打坡口：轧制复合板不平度和钛层粗糙度达到技术要求后，按3850×6220mm尺寸划线，使用等离子切割机沿线切割；按工艺尺寸及坡口技术要求，使用刨床切除四周边缘并打坡口；
（4）包装：按设计工艺要求，包装产品。
本发明是对汽轮机凝汽器用钛钢复合板采用基、复板处理、爆炸焊接、轧制、成型四个工艺，一是通过加厚基复板，缩小板面尺寸的方法，避开目前大幅面钛钢复合板爆炸焊接技术的难题，使得汽轮机凝汽器用钛钢复合板的生产效率和质量得到大幅提高；使用本发明工艺生产的汽轮机凝汽器用钛钢复合板，其界面结合强度达到或超过320mpa，超过国家规定标准140mpa的两倍多，保证了汽轮机凝汽器用钛钢复合板在承受持续加工如钻孔或压制过程中不脱层、不开裂；二是通过调整轧制工艺参数，在考虑碳钢基板受热均匀的同时，兼顾考虑钛板在该温度下的再结晶状况，力求达到在该轧制温度内，既满足轧制温度需求，又实现钛板析出有害相最少。通过本发明设计的工艺所生产的（4+40）×3850×6220mm大幅面汽轮机凝汽器用钛钢复合板，抗拉强度达rm=450mpa；屈服强度rel=290mpa；20℃时的冲击值为54j；结合界面剪切强度达到320mpa，完全满足汽轮机凝汽器用钛钢复合板的各项技术指标。