[發明專利]一種激光誘導含能工質熱分解的可控爆炸焊接方法

有效

• 申請號: 201710646896.4
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107252965B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 付艷恕;周菀;張萌
• 申請（專利權）人: 南昌大學
• 主分類號: B23K20/08
• 分類號: B23K20/08
• 代理公司: 南昌青遠專利代理事務所(普通合伙) 36123
• 代理人: 劉愛芳

本發明涉及一種激光誘導含能工質熱分解的可控爆炸焊接方法，包括如下步驟：a.設置一個操作臺，所述操作臺上自下而上依次設置有基板、薄片或膜狀的金屬復板、含能工質盒，所述基板與復板之間存在間隙，所述含能工質盒為四個側面組成的框形結構；b.在含能工質盒中填充含能工質，所述含能工質覆蓋于復板的上表面；c.將激光聚焦能量作用于含能工質，誘導含能工質迅速發生熱分解以應，產生沖擊波，從而驅動復板朝向基板高速運動，形成基、復板間按照激光的軌跡進行高速的碰撞實現焊接。本發明可實現薄片（膜）復板與基體非完整性面－面、線－線焊接，為蜂窩結構、層間導電增強納米線、電子封裝界面間的基體與薄片（膜）連接提供方案。

技術領域

本發明屬于金屬薄帶與基體復合技術領域，是一種金屬薄帶與基體復合的精密控制關鍵技術，具體的說，是涉及一種激光誘導含能工質熱分解的可控爆炸焊接方法。

背景技術

爆炸焊接（explosive welding）是一種固相焊接方法，利用炸藥爆炸產生的沖擊力造成焊件的迅速碰撞，實現連接焊件，焊縫形成在兩層或多層同種或異種金屬材料間，通常用于異種金屬之間的焊接，如鈦、銅、鋁、鋼等金屬之間的焊接，可以獲得強度很高的焊接接頭。而這些化學成分和物理性能各異的金屬材料的焊接，用其他的焊接方法很難實現。現代工業需要多種多樣的金屬復合材料，爆炸焊接工藝應運而生。

爆炸焊接技術制備的金屬復合板材可將異質金屬物理、化學、力學等優良特性形成互補，可實現耐腐蝕、耐磨損及比強度高、節約貴金屬等功能設計，作為結構材料在石油、化工管道、壓力容器、艦船、核工業及軍用裝甲等諸多領域得到廣泛應用，形成較大的產業。然而隨著工業科技的發展，對結構材料提出了更高的要求，而爆炸焊接金屬復合板制備通常在野外實施，存在工藝可控性差，受氣候、環境影響大及制約因素眾多，所制備的材料品質均一性弱，對貴金屬實施的復合成品率較低等缺點，而且不適宜連續化生產，難以實施微小尺度的復合制備，使得爆炸焊接技術的推廣受到限制。

鑒于此，本發明旨在開發一種激光誘導含能工質熱分解可控爆炸焊接方法，可將爆炸焊接制備場地從野外移至車間，一方面克服其制備過程受氣候、環境影響大及制約因素眾多，可控性及精密性差等缺點，另一方面傳承其生產效率高，可實施線－線、面－面大尺寸連接且快速等優點。

針對本案中出現的專業術語做如下解釋：

爆轟：又稱爆震，它是一個伴有大量能量釋放的化學反應傳輸過程。反應區前沿為一以超聲速運動的激波，稱為爆轟波。爆轟波掃過后，介質成為高溫高壓的爆轟產物。能夠發生爆轟的系統可以是氣相、液相、固相或氣－液、氣－固和液－固等混合相組成的系統。

爆轟的臨界尺寸：指的是爆炸能穩定傳播的最小裝藥直徑。

含能工質：能夠被能量激發迅速產生熱分解的工質。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，適應現實需要，提供一種激光誘導含能工質熱分解的可控爆炸焊接方法。

為了實現本發明的目的,本發明采用的技術方案為：

一種激光誘導含能工質熱分解的可控爆炸焊接方法，包括如下步驟：

a.設置一個操作臺，所述操作臺上自下而上依次設置有基板、復板、含能工質，所述復板為厚度為微米量級的金屬薄片或薄膜類結構材料，所述基板與復板之間存在間隙，所述含能工質盒為四個側面組成的框形結構；

b.在含能工質盒中填充含能工質，所述含能工質覆蓋于復板的上表面；

c.將激光聚焦能量作用于含能工質，誘導含能工質迅速發生熱分解反應，產生沖擊波，從而驅動復板朝向基板高速運動，形成基、復板間按照激光的軌跡進行高速的碰撞實現焊接。

所述基板與復板之間的間隙由兩塊板表面的粗糙度顆粒自然形成。