6月中旬，武漢博金新材料科技有限公司使用0.5mm厚鈦帶卷，在具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高頻感應(yīng)焊接實驗線上，一次性試車成功焊接完成了直徑10mm的鈦焊管。焊接速度超過80m/min，是氬弧焊的10倍以上，焊縫平整光滑，精度高，無氣孔，質(zhì)量穩(wěn)定，成品率96%以上，產(chǎn)品下線后經(jīng)過擴(kuò)管試驗，焊縫強(qiáng)度基本同等于母材。在此之前，武漢博金新材料公司已經(jīng)完成了薄壁和超薄壁銅合金、不銹鋼焊管的試生產(chǎn)，最小壁厚0.13mm，最快焊速超過150m/min。權(quán)威檢測報告顯示，產(chǎn)品寬度、高度、厚度、剪切精度、平整度、垂直度等各項精度指標(biāo)均符合歐盟標(biāo)準(zhǔn)，焊管任一樣本的爆破壓力實測值相對標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于10%。通過這幾種金屬帶材焊接成管后，各項性能測試證明，公司研究的高頻感應(yīng)焊接技術(shù)，可應(yīng)用于薄壁鈦、銅、一銹鋼等金屬薄壁焊管生產(chǎn)，且焊接速度快，效率高，質(zhì)量好，有利于生產(chǎn)高質(zhì)量低成本的薄壁金屬焊管。
鈦管具有優(yōu)異的耐海水腐蝕性能，廣泛應(yīng)用于制造濱海電站、核電站、海水淡化、石油化工等需海水作冷卻介質(zhì)的冷凝器和熱交換器。鈦焊管比對鈦無縫管，由于其壁厚更薄、厚薄均勻、管內(nèi)不易結(jié)垢、傳熱系數(shù)高、生產(chǎn)效率高等綜合優(yōu)勢，被更多的企業(yè)選用。
當(dāng)前我國鈦焊管行業(yè)與日本、法國、韓國、美國等先進(jìn)國家相比，存在很大差距。這除了前些年受制于鈦帶卷原料國產(chǎn)化比較落后，成本偏高外，更重要的是因為鈦焊管生產(chǎn)的工藝水平、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品品質(zhì)、產(chǎn)品規(guī)格等還缺乏國際競爭力。
國內(nèi)現(xiàn)有的鈦焊管生產(chǎn)線均采用氬弧焊工藝，而且多為進(jìn)口管線，技術(shù)消化尚不完全。氬弧焊存在加熱速度慢、熱影響區(qū)寬、焊后施加擠壓力不到位、焊縫組織致密性不高、焊接速度較慢等局限。用于焊接鈦焊管時，要么焊接區(qū)不易形成熔池，要么容易形成多種低熔點共晶物和氫氣孔；要么難以完成焊接，要么焊接質(zhì)量難以保證，容易產(chǎn)生熱裂紋、變形和耐蝕性下降等現(xiàn)象。這主要是因為：鈦的密度小，導(dǎo)熱系數(shù)低，焊縫區(qū)容易產(chǎn)生粗大晶粒，形成過熱組織而使塑性下降，焊接冷卻較快又容易產(chǎn)生不穩(wěn)定的脆性鈦馬氏體，同樣使得焊接接頭的塑性下降。鈦的彈性模量小，焊接變形大，冷變形的回彈能力大，成形困難。鈦在達(dá)到熔融狀態(tài)的過程中，會與周圍氣態(tài)元素氫、氧、氮、碳發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)，生成化合物，嚴(yán)重影響焊接接頭的力學(xué)性能和耐腐蝕性能。
高頻感應(yīng)焊接是利用電磁現(xiàn)象的基本原理，使被焊接母材產(chǎn)生感應(yīng)電流，再利用高頻電流的集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，使感應(yīng)電流高度集中于待焊母材的待焊邊沿，利用材料的電阻熱加熱母材，在極短的時間內(nèi)將其加熱到焊接溫度，然后在擠壓輥的擠壓力作用下進(jìn)行壓力焊接。
高頻感應(yīng)焊接屬于一種固相焊接方法，是以感應(yīng)圈套在被焊管材外，不接觸板材，僅產(chǎn)生極小的熔池，使待焊邊沿達(dá)到熱熔化狀態(tài)，迅速施加頂鍛力，在強(qiáng)大的擠壓力作用下使金屬間實現(xiàn)固相連接。只要管坯邊緣的電流密度合適、加熱過快，使焊縫熱影響區(qū)過小，就可以形成晶粒緊密的金屬鍵聯(lián)結(jié)，使焊縫的性能增強(qiáng)。其次，金屬氧化物與雜質(zhì)的熔點一般都高于金屬本身，液態(tài)金屬氧化物或雜質(zhì)的粘度一般也高于液態(tài)金屬，在焊縫擠壓成形過程中，這些金屬氧化物和雜質(zhì)就會被擠出而形成良好焊縫組織。
鈦及鈦合金與銅及銅合金一樣，都屬于非磁性材料，高頻感應(yīng)焊接速度要比磁性材料的焊接速度高得多，否則就會出現(xiàn)焊接困難、焊縫成形差的問題。由于焊接時受到強(qiáng)擠壓，焊縫晶粒被細(xì)化而均勻，成為細(xì)密的鍛造組織，而且焊接速度越快，焊縫晶粒度越小，焊后擴(kuò)口率也越大。高頻感應(yīng)焊接技術(shù)在薄壁和超薄壁有色金屬管制造領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢，明顯好于其它焊接工藝。尤其適合焊接形成熔池后易產(chǎn)生共晶物與氣孔的鈦及鈦合金、銅及銅合金，以及易發(fā)生相變的超級不銹鋼等特殊材料。
武漢博金新材料科技公司自主研發(fā)的這條工業(yè)級高頻感應(yīng)焊接制管線，目前已經(jīng)完成各個非標(biāo)部件的自主設(shè)計，陸續(xù)開始委托定制，預(yù)計將于今年9月開始集成調(diào)試，10月正式投入生產(chǎn)。目前意向客戶已超過10家，需求產(chǎn)品包括薄壁和超薄壁鈦焊管、銅合金焊管、不銹鋼焊管、內(nèi)螺紋焊管等
