[發(fā)明專利]一種多層復(fù)合鋁/鋼過渡接頭的制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910144315.2
• 申請日: 2009-07-31
• 公開（公告）號(hào): CN101987394A
• 公開（公告）日: 2011-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張輝
• 申請（專利權(quán)）人: 淮北鈦鈷新金屬有限公司
• 主分類號(hào): B23K20/08
• 分類號(hào): B23K20/08;C06B31/28
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于大中型船舶、航空和航天器的鋁/鋼過渡連接結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及鋁/鋼結(jié)構(gòu)過渡連接領(lǐng)域、一種多層復(fù)合鋁/鋼過渡連接材料的制造工藝及方法。

背景技術(shù)

對于鋁/鋼過渡連接的需求，存在于各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中，如：電解、石油、化工、電力、航空、航天及造船等行業(yè)領(lǐng)域。

傳統(tǒng)的更早期船舶建造行業(yè)中，民船及小型船舶建造中的鋁/鋼過渡連接，主要是通過鉚釘鉚接、螺栓壓接緊固方式進(jìn)行。

為了“減輕重量，降低重心，改善穩(wěn)定性，提高航速”，80年代左右艦船上層建筑，逐漸開始大量使用鋁合金材料建造，傳統(tǒng)的鉚釘鉚接、螺栓壓接鋁/鋼過渡聯(lián)接方法不能很好滿足此類新型船舶建造的要求。

隨后，國外普遍出現(xiàn)了早期使用爆炸焊接方式制造的鋁/鋼過渡接頭。爆炸焊接方式制造的鋁/鋼過渡接頭，按照其材料種類組合即可分為：鋁/鋼組合、鋁/鋁/鋼組合、鋁/鈦/鋼組合，按照組合層次數(shù)量又可分為：兩層與三層復(fù)合的鋁/鋼過渡接頭。使用這種過渡接頭通過現(xiàn)場焊接方法(鋁與鋁焊接、鋼與鋼焊接)，更好的實(shí)現(xiàn)了鋁/鋼之間的過渡連接。使用這種連接方式所帶來的優(yōu)點(diǎn)是提高了鋁/鋼聯(lián)接處的“水密性、耐蝕性”提高了“結(jié)構(gòu)強(qiáng)度”，降低了“施工時(shí)間及施工難度”，使用爆炸焊接方式制造的鋁/鋼過渡接頭，解決民船及小型船舶建造中鋁/鋼過渡聯(lián)接問題，其優(yōu)越性是顯而易見的。

就像很多新材料一樣均經(jīng)歷了從誕生到提高，再到改進(jìn)的發(fā)展過程，同樣，爆炸焊接方式制造的鋁/鋼過渡接頭，從早期的鋁/鋼組合、鋁/鋁/鋼組合、鋁/鈦/鋼組合，隨著使用環(huán)境、使用要求的不斷改變與變化，對其綜合性能的要求也隨之不斷變化與提高。

早期鋁/鋼、鋁/鋁/鋼、鋁/鈦/鋼組合的，爆炸焊接方式制造的鋁/鋼過渡接頭，就其性能而言，通過多年的使用、制造、研發(fā)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行綜合分析，其性能及其使用性存在著安全隱患、以及耐焊接溫度低、疲勞性能差等諸多問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對于此問題本發(fā)明對過渡接頭的材料選型進(jìn)行了進(jìn)一步的優(yōu)化，對于爆炸焊接工藝技術(shù)方案及其實(shí)現(xiàn)爆炸焊接的主要參數(shù)，爆能、爆速、爆壓等進(jìn)行了重新設(shè)定，參數(shù)設(shè)定的重要方向是在實(shí)現(xiàn)爆炸焊接結(jié)合的同時(shí)，盡可能杜絕和減少結(jié)合界面的“晶間化合物”形成是解決問題的關(guān)鍵；

提供一種多層復(fù)合鋁/鋼過渡連接材料，來改進(jìn)和提高鋁/鋼過渡連接結(jié)構(gòu)的綜合性能。

為解決上述問題，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種多層復(fù)合鋁/鋼過渡接頭的制造方法，包括有多層復(fù)合金屬層一般為3、4、5層不同或相同金屬層組成；所述多層復(fù)合金屬層依次包括有合金鋁層、鈦層、銅鎳合金層和鋼層，或者在合金鋁層、鈦層之間增加鋁層；所述各層之間采用爆炸焊接方式連接；確定爆炸焊接時(shí)使用的炸藥為2號(hào)巖石硝銨炸藥，引爆方式采用雷管或?qū)П鞫瞬繉掃呉槐◤?fù)合的焊接參數(shù)：

所述的多層復(fù)合鋁/鋼過渡接頭的制造方法，其特征在于：所述的各層厚度從0.5mm-20mm不等，總厚度從10mm-60mm不等，所述的多層復(fù)合鋁/鋼過渡接頭最上層為合金鋁層、最下層為鋼層；

所述的多層復(fù)合鋁/鋼過渡接頭的制造方法，其特征在于：與鋼層復(fù)合的金屬層一般是銅鎳合金層或鉭、鈮、鎳層；所述的各層金屬組合順序?yàn)殇X合金/鋁/鈦/銅鎳合金/鋼或鋁合金/鈦/銅鎳合金/鋼。

所述的多層復(fù)合鋁/鋼過渡接頭的制造方法，其特征在于：所述的多層復(fù)合鋁/鋼過渡接頭各層次之間爆炸焊接復(fù)合次序：

爆炸焊接第一層：銅鎳合金和鋼爆炸焊接復(fù)合；

爆炸焊接第二層：銅鎳合金/鋼復(fù)合板的銅鎳合金面和鈦爆炸焊接復(fù)合；

爆炸焊接第三層：鈦/銅鎳合金/鋼復(fù)合板的鈦面和鋁爆炸焊接復(fù)合；

爆炸焊接第四層：鋁/鈦/銅鎳合金/鋼復(fù)合板的鋁面和合金鋁爆炸焊接復(fù)合。