一种钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷修复装置及工艺的制作方法

本发明涉及金属管材加工及缺陷修复，特别是涉及一种钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷修复装置及工艺。

背景技术：

1、钛铝冶金复合双金属管结合了钛合金优异的耐蚀性与铝材轻量化、低成本的优势，在化工、换热、油气输送等领域应用广泛。在钛铝双金属管的固液铸造成形过程中，由于铝层易受局部冷却不均、熔体流动不畅、氧化夹杂等因素影响，管材表面容易形成疤痕、凹坑、冷隔等缺陷。在实际生产中，单支复合管的长度通常在2-5米，冶金铸造速度约为0.2-0.4米/分钟，如果在管材中间位置出现1-2个疤痕缺陷，按照传统处理方式整支管子只能直接报废，造成极大的材料浪费和经济损失。现有技术中缺乏针对此类长管材局部表面缺陷的有效现场修复手段，常规的焊接或补焊方法容易产生新的热影响区，损伤钛铝复合界面，且难以保证修复区域的平整度和冶金结合质量。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，提出了一种钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷修复装置及工艺。

2、为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷修复装置，包括分体式石墨模具、感应线圈、中频电源、红外测温装置、卡箍以及v形支撑座；钛铝复合管包括金属钛层和金属铝层，金属铝层表面设有疤痕缺陷；分体式石墨模具套设于钛铝复合管外壁并覆盖疤痕缺陷；感应线圈套设于分体式石墨模具外侧；中频电源包括三相整流桥和可控逆变器，三相整流桥的输出端与可控逆变器的输入端连接；感应线圈通过端子与中频电源的输出端电连接；红外测温装置的信号端与可控逆变器连接；卡箍套设于分体式石墨模具外周；v形支撑座设置于钛铝复合管下方并与钛铝复合管接触。

3、可选的，分体式石墨模具包括两个对开的半模，两个半模合围后的内径为22.1～22.3mm，长度为30～50mm，壁厚为10～15mm；分体式石墨模具中部设有填充型腔，填充型腔与疤痕缺陷位置对应。

4、可选的，分体式石墨模具顶部设有加料孔和排气孔，加料孔和排气孔均与填充型腔连通。

5、可选的，感应线圈为圆形空心线圈，感应线圈的内径为30～35mm，感应线圈的长度与分体式石墨模具的长度相匹配；感应线圈的内壁与分体式石墨模具的外壁之间设有3～5mm的间距。

6、可选的，端子的第一端连接感应线圈，端子的第二端连接中频电源的输出端；红外测温装置的信号输出端连接可控逆变器的信号输入端。

7、一种钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷修复工艺，应用如上述的钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷修复装置，包括以下步骤：

8、步骤1：去除待修复的钛铝复合管疤痕缺陷区域表面的氧化皮；

9、步骤2：将分体式石墨模具包裹于疤痕缺陷位置，通过卡箍紧固，通过加料孔向分体式石墨模具的填充型腔内填充铝粉；

10、步骤3：将感应线圈套设于分体式石墨模具外部，连接感应线圈与中频电源，启动中频电源，对修复区域进行加热直至铝粉熔化并与金属铝层熔合；

11、步骤4：停止加热，保持分体式石墨模具原位，使修复区域冷却至室温，拆除分体式石墨模具，对修复部位进行打磨。

12、可选的，在步骤2中，向填充型腔内填充纯铝粉，并对铝粉进行压实，使铝粉与疤痕缺陷的母材接触。

13、可选的，在步骤3中，修复区域温度为700℃。

14、可选的，在步骤4中，停止加热后，修复区域随分体式石墨模具同步冷却至室温。

15、本发明的有益效果在于，通过分体式石墨模具、中频感应加热组件及红外测温装置的配合，实现了对钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷的高质量局部修复。石墨模具采用分体式结构并套设于管材外壁，利用石墨材料耐高温、不与铝熔体反应的特性，能够有效起到定型、保温及防止铝液流淌的作用，确保修复材料填充密实。通过中频电源内的三相整流桥和可控逆变器配合感应线圈进行局部加热，并利用红外测温装置实时监测温度反馈至可控逆变器，实现了对加热过程的精准闭环控制，能够将修复区域温度严格控制在700℃左右，使填充的铝粉完全熔化并与金属铝层熔合为一体，加热温和且不损伤钛铝复合界面。同时，采用卡箍抱紧石墨模具并配合v形支撑座对管材进行支撑，有效防止了加热过程中管材的变形与偏移。该修复装置及工艺能够将原本报废的管材进行无痕修复，大幅降低了生产成本，且工艺操作简便，修复后的管材表面质量好，结合强度高。

16、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

1.一种钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷修复装置，其特征在于，包括分体式石墨模具、感应线圈、中频电源、红外测温装置、卡箍以及v形支撑座；

2.如权利要求1所述的一种钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷修复装置，其特征在于，所述分体式石墨模具包括两个对开的半模，两个所述半模合围后的内径为22.1～22.3mm，长度为30～50mm，壁厚为10～15mm；所述分体式石墨模具中部设有填充型腔，所述填充型腔与所述疤痕缺陷位置对应。

3.如权利要求1所述的一种钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷修复装置，其特征在于，所述分体式石墨模具顶部设有加料孔和排气孔，所述加料孔和所述排气孔均与所述填充型腔连通。

4.如权利要求1所述的一种钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷修复装置，其特征在于，所述感应线圈为圆形空心线圈，所述感应线圈的内径为30～35mm，所述感应线圈的长度与所述分体式石墨模具的长度相匹配；

5.如权利要求1所述的一种钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷修复装置，其特征在于，所述端子的第一端连接所述感应线圈，所述端子的第二端连接所述中频电源的输出端；所述红外测温装置的信号输出端连接所述可控逆变器的信号输入端。

6.一种钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷修复工艺，应用如权利要求1~5任一所述的钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷修复装置，其特征在于，包括以下步骤：

7.如权利要求6所述的一种钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷修复工艺，其特征在于，在步骤2中，向所述填充型腔内填充纯铝粉，并对铝粉进行压实，使铝粉与所述疤痕缺陷的母材接触。

8.如权利要求6所述的一种钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷修复工艺，其特征在于，在步骤3中，修复区域温度为700℃。

9.如权利要求6所述的一种钛铝双金属冶金复合传热管表面疤痕缺陷修复工艺，其特征在于，在步骤4中，停止加热后，修复区域随所述分体式石墨模具同步冷却至室温。