Metode Penggulungan Pelat Tebal untuk Pelat Komposit Baja Titanium

Pelat komposit baja titanium memadukan permukaan titanium tahan korosi dengan dasar baja struktural, sehingga komponen akhir berperilaku seperti titanium saat menghadap medium dan seperti baja saat memikul beban. Rute penggulungan pelat tebal membangun kombinasi tersebut dengan ikatan gulungan, bukan dengan pengecoran, dan setiap tahapan rangkaian memiliki tujuan yang jelas: menjaga antarmuka tetap bersih, membuat kedua permukaan bersentuhan erat di bawah panas dan tekanan, dan kemudian mengurangi pengepakan hingga ketebalan yang dipesan.

Membangun Majelis Berlapis

Prosesnya dimulai dengan merakit pelat titanium yang menjadi material cladding atau komposit, dengan pelat baja yang menjadi material dasar, menjadi satu pelat tertanam. Sisipan perantara yang sesuai ditempatkan di antara pelat titanium dan baja. Perannya adalah untuk memisahkan titanium dan besi selama pemanasan, karena antarmuka langsung antara titanium dan besi dengan mudah membentuk fase intermetalik rapuh yang merusak ketangguhan dan kekuatan geser. Paket yang sudah dirakit kemudian disegel dengan pengelasan berkas elektron di bawah vakum tinggi, sehingga celah antara kedua pelat dikosongkan dan garis sambungan tidak dapat mengambil oksigen, nitrogen, atau uap air selama pemanasan berikutnya.

Pemanasan dan Pengikatan Gulungan pada Pabrik Pelat Tebal

Setelah disegel, bungkusan dimasukkan ke dalam tungku pemanas dan dibawa ke suhu penggulungan. Paket tersebut kemudian digulung pada pabrik penggilingan pelat tebal, di mana penggulungan paksa mengurangi bagian tersebut dan menekan permukaan titanium dan baja bersama-sama dengan cukup keras untuk menciptakan ikatan metalurgi yang berkesinambungan di seluruh antarmuka. Penggulungan berlanjut hingga kemasan mencapai ketebalan yang dibutuhkan. Karena ikatan dihasilkan oleh deformasi pada gigitan gulungan, prosesnya bergantung pada reduksi yang memadai pada lintasan pertama, pemanasan yang seragam, dan ukuran kemasan yang tepat untuk dudukan gilingan.

Memotong Pinggiran dan Memisahkan Pelat

Setelah penggulungan, bagian luar kemasan dipotong, yang menghilangkan bagian tepi yang tersegel di mana pengelasan dan sisipan dapat mempengaruhi kualitas ikatan. Paket tersebut kemudian dipisahkan menjadi dua papan. Oleh karena itu, setiap paket bergulir menghasilkan dua pelat berlapis, satu dari setiap permukaan, yang merupakan salah satu alasan mengapa rute ini efisien untuk produksi volume. Pelat komposit dapat terus digulung panas hingga ketebalan pelat mencapai sekitar 4 mm, sehingga pelat terikat yang sama dapat digunakan baik untuk pelat berat maupun pelat tipis.

Roll Bonding Dibandingkan dengan Pengelasan Peledak

Urutan di atas adalah proses pengikatan gulungan panas. Kadang-kadang digambarkan sebagai metode komposit eksplosif, namun deskripsi tersebut tidak akurat: ikatan di sini dibuat melalui penyegelan vakum, pemanasan dan penggulungan, tanpa melibatkan peledakan. Pengelasan eksplosif adalah rute terpisah di mana dampak sudut kecepatan tinggi membentuk ikatan pada suhu sekitar dan menghasilkan antarmuka bergelombang yang khas. Dalam prakteknya kedua rute tersebut saling melengkapi, karena banyak pabrik menggunakan pengelasan eksplosif untuk menghasilkan pelat pelapis awal yang kemudian digulung panas hingga ketebalan akhir.

Pemeriksaan dan Penerimaan Obligasi

Kualitas ikatan diverifikasi sebelum pelat dilepaskan. Pemeriksaan ultrasonik pada pelat berlapis dilakukan sesuai dengan ASTM A578/A578M, yang mendefinisikan metode pemindaian dan tingkat penerimaan untuk laminasi dan area tak terikat, sedangkan ASTM B898 mencakup spesifikasi pelat berlapis logam reaktif dan tahan api serta produk berlapis titanium itu sendiri. Bersamaan dengan survei ultrasonik, produsen memeriksa kekuatan geser atau tarik di seluruh antarmuka, ketebalan kelongsong dan toleransinya, dimensi keseluruhan dan kerataan, serta kondisi permukaan permukaan titanium. Daerah tepi dan daerah yang dekat dengan lasan seal mendapat perhatian khusus, karena disitulah kemungkinan besar terjadi ikatan yang tidak lengkap.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

T: Apa itu pelat komposit baja titanium?
Ini adalah pelat berlapis di mana lapisan titanium diikat ke pelat dasar baja, sehingga bagian tersebut memperoleh ketahanan terhadap korosi titanium pada permukaan kerja sementara baja memikul beban struktural.

T: Mengapa paket dilas dengan berkas elektron dalam kondisi vakum tinggi?
Segel vakum menghilangkan udara dan kelembapan dari celah antara pelat dan mencegah oksigen, nitrogen, dan hidrogen mencemari antarmuka selama pemanasan.

T: Untuk apa sisipan perantara?
Ini memisahkan titanium dari baja pada garis ikatan dan membatasi pembentukan fase intermetalik rapuh yang akan mengurangi ketangguhan dan kekuatan geser.

T: Bagaimana satu paket bergulir menghasilkan dua pelat?
Paket tersebut dipangkas di sekeliling pinggirannya dan kemudian dipisahkan menjadi dua papan, menghasilkan satu pelat berlapis dari setiap sisi rakitan.

T: Apakah ini sama dengan pengelasan eksplosif?
Tidak. Metode penggulungan mengikat pelat dengan memanaskan dan menggulung kemasan yang tertutup rapat, sedangkan pengelasan eksplosif menggunakan tumbukan miring dengan kecepatan tinggi. Kedua metode ini sering digabungkan.

T: Standar apa yang berlaku untuk pelat berlapis?
ASTM B898 mencakup pelat berlapis logam reaktif dan tahan api, termasuk produk berlapis titanium, dan ASTM A578/A578M menentukan pemeriksaan ultrasonik dan tingkat penerimaan ikatan.