[發(fā)明專利]一種解決稀貴金屬?gòu)?fù)合材料板起爆點(diǎn)不貼合的爆炸焊接方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410136261.6
• 申請(qǐng)日: 2014-04-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103878474A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 方雨;杭逸夫;夏小院;張劍;趙鵬飛;劉東;陳怡;閆騰飛;李超;張軍民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安徽弘雷金屬?gòu)?fù)合材料科技有限公司
• 主分類號(hào): B23K20/08
• 分類號(hào): B23K20/08
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 陳建和

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明公開(kāi)了一種解決稀貴金屬?gòu)?fù)合材料起爆點(diǎn)不貼合的爆炸焊接方法，其屬于復(fù)合材料制造領(lǐng)域。

背景技術(shù)

稀貴金屬?gòu)?fù)合材料泛指鈦、鋯、鉭、鈮做為復(fù)層的金屬?gòu)?fù)合材料。因鈦、鋯、鉭、鈮與鋼在焊接時(shí)形成脆性化合物，在多晶轉(zhuǎn)化過(guò)程中的體積變化、及冷卻過(guò)程中線性膨脹系數(shù)的差別造成的體積變化，使得焊接接頭失效，無(wú)法實(shí)現(xiàn)與基體金屬的熔化焊接，所以稀貴金屬?gòu)?fù)合材料其制造過(guò)程中核心技術(shù)就是爆炸焊接技術(shù)，必須一次成功爆炸成型。

隨著國(guó)內(nèi)化工裝備、能源等行業(yè)的發(fā)展，對(duì)稀貴金屬?gòu)?fù)合材料的需求越來(lái)越旺盛。超大型的稀貴金屬?gòu)?fù)合材料越來(lái)越多，在一些大型換熱器、熱交換器、法蘭等部件上，其尺寸圓形最大達(dá)到直徑4600mm，矩形最大達(dá)到28平米，其復(fù)層稀貴金屬厚度一般5～14mm。同時(shí)為保證設(shè)備的安全性，其技術(shù)要求越來(lái)越高。當(dāng)前的技術(shù)瓶頸就是要求達(dá)到100%貼合。如采用目前的生產(chǎn)工藝制造，采用圖1：中心起爆與邊緣起爆爆轟距離示意圖所示的中心起爆，即在P1位置起爆，其爆轟波傳播的距離L1是最最短的，爆轟的穩(wěn)定性以及爆炸焊接的質(zhì)量才能得到保證，但必然中心有直徑30～70mm的起爆點(diǎn)不貼合區(qū)域。如果將起爆點(diǎn)引到有效尺寸之外，采用圖1所示的P2中心起爆，其爆轟傳播的距離顯著增加，切爆轟擾動(dòng)不對(duì)稱，爆轟波傳播及其不穩(wěn)定，其焊接質(zhì)量無(wú)法保證，特別是A點(diǎn)對(duì)應(yīng)的附近位置，易出現(xiàn)復(fù)層撕裂，結(jié)合面過(guò)熔等無(wú)法返工的缺陷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的，針對(duì)現(xiàn)行工藝采用邊緣起爆，無(wú)法保證稀貴金屬爆炸焊接質(zhì)量的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種采用兩次爆炸，尤其是中心點(diǎn)起爆，但解決了中心起爆點(diǎn)復(fù)合層與基板不貼合問(wèn)題的爆炸焊接加工方法，本發(fā)明尤其是適用于大面積的復(fù)合板的爆炸加工制備。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種解決稀貴金屬?gòu)?fù)合材料起爆點(diǎn)不貼合的爆炸焊接方法，其特征是采用兩次爆炸焊接的方法，第一次爆炸采用邊緣起爆點(diǎn)爆炸焊接小面積的復(fù)合層，得到的一塊爆炸復(fù)合板（在基板中央部位）面積略大于第二次起爆點(diǎn)中央不貼合區(qū)域的面積，所述一塊爆炸復(fù)合板作為第二次起爆點(diǎn)中心區(qū)域；選擇略大于基板面積的復(fù)層，覆蓋于第一次爆炸完成后的在中央部位有復(fù)層的基板上，中央部位具有爆炸復(fù)合板的位置作為第二次起爆點(diǎn)進(jìn)行爆炸；然后將第二次爆炸焊接的起爆點(diǎn)周?chē)牟毁N合區(qū)域的復(fù)合層剔除；再將第二次爆炸的復(fù)合層板與第一次復(fù)合層板兩次爆炸的復(fù)層板進(jìn)行焊接；復(fù)層板一般是稀貴金屬，采用手工氬弧焊的方法進(jìn)行焊接，最終實(shí)現(xiàn)在中心起爆的情況下無(wú)起爆點(diǎn)不貼合區(qū)域。

進(jìn)一步的，優(yōu)選的是第二次復(fù)合層板起爆時(shí)采用聚能裝置，大大減小起爆點(diǎn)不貼合區(qū)域面積。聚能裝置裝藥如圖3所示，聚能裝置中的炸藥在雷管起爆的帶動(dòng)下起爆，爆轟波向倒置在復(fù)層金屬表面的錐形金屬罩傳播，推動(dòng)金屬罩向椎體的軸線，即將原柱狀的起爆藥的能量集中到金屬罩的軸線，將起爆點(diǎn)藥柱的能量以推動(dòng)柱形底面積改變?yōu)橐愿械哪芰客苿?dòng)這個(gè)軸線與復(fù)板上的一個(gè)點(diǎn)。對(duì)于較厚的復(fù)層，必須經(jīng)過(guò)50mm以上甚至150mm的距離才能形成彎折角，實(shí)現(xiàn)焊接，而采用聚能裝置，基本能在20～50mm以內(nèi)就能形成彎折角，實(shí)現(xiàn)焊接。因此采用聚能裝置，大大減小了起爆點(diǎn)不貼合區(qū)域的面積。

進(jìn)一步的，第二次爆炸前在選擇所述的復(fù)合層板上開(kāi)槽，開(kāi)槽的形狀與面積對(duì)應(yīng)于復(fù)合層邊緣。

本發(fā)明的有益效果是：

1、成功解決了大型稀貴金屬?gòu)?fù)合材料采用中心起爆，其中心起爆點(diǎn)不貼合問(wèn)題。

本發(fā)明采用兩層爆炸焊接的方法，將第一層爆炸焊接的起爆點(diǎn)不貼合區(qū)域剔除，第二層的起爆點(diǎn)放置在第一次爆炸焊接的貼合區(qū)域。再將第二層起爆點(diǎn)擺放位置的兩次復(fù)層金屬件的不貼合進(jìn)行手工氬弧焊的方法進(jìn)行焊接，最終實(shí)現(xiàn)在中心起爆的情況下無(wú)起爆點(diǎn)不貼合區(qū)域。

2、本發(fā)明解決了超厚復(fù)層的復(fù)板邊緣效應(yīng)問(wèn)題。

采用復(fù)層邊緣開(kāi)槽的方法，降低了復(fù)層切邊所需的能量，減小了基層在剪切復(fù)層時(shí)所受的損傷?？梢詼p小爆炸焊接方法生產(chǎn)金屬?gòu)?fù)合材料的邊緣余量，提高稀貴金屬?gòu)?fù)層材料利用率。

3、本發(fā)明解決了稀貴金屬?gòu)?fù)合板爆炸裝置中的支撐間隙對(duì)復(fù)合板貼合質(zhì)量的影響。