[發(fā)明專利]鋁鋼接頭爆炸焊接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910241753.4
• 申請日: 2019-03-28
• 公開（公告）號: CN109986192B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周佐玉;王自軍;周庭;王雄;徐國財;楊超;闞立貴
• 申請（專利權(quán)）人: 湖北金蘭特種金屬材料有限公司
• 主分類號: B23K20/08
• 分類號: B23K20/08;B23K20/227;B23K103/20
• 代理公司: 北京科家知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11427
• 代理人: 戴明虎

本發(fā)明公開了鋁鋼接頭爆炸焊接方法，包括作為基板的鋼板和作為復(fù)板的鋁板，所述鋼板與所述鋁板之間設(shè)有鋁錐體，鋁錐體主要起到支撐的效果，所述鋁板面上鋪設(shè)炸藥層，所述炸藥層上端鋪設(shè)有礦物質(zhì)。所述鋁鋼接頭采用一次爆炸焊接，且所述炸藥的爆速為1400?1800m/s，所述炸藥的厚度為10?18mm。本發(fā)明一次性實現(xiàn)鋁鋼接頭的爆炸焊接成型，且制得的鋁鋼接頭的焊接界面拉伸強度在100MP以上，高者達160MP，彎曲強度試驗復(fù)合要求，180度彎曲，界面無裂隙，同時本發(fā)明不僅節(jié)約了時間，提高生產(chǎn)效率達35?50％，而且顯著地節(jié)約生產(chǎn)成本，生產(chǎn)成本節(jié)約50?70％，提高經(jīng)濟效益。同時，爆炸噪音能夠降低50?80％。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及爆炸焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及鋁鋼接頭爆炸焊接方法。

背景技術(shù)

金屬板材的復(fù)合常用爆炸焊接法，即利用炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊力造成金屬板之間的迅速碰撞，實現(xiàn)金屬板的界面連接，形成兩層或多層異種材質(zhì)的金屬復(fù)合材料。爆炸焊接時，通常把炸藥直接敷在復(fù)板表面，炸藥引爆后的沖擊波壓力高達幾百萬兆帕，使復(fù)板撞向基板，兩板接觸面產(chǎn)生塑性流動和高速射流，結(jié)合面的氧化膜在高速射流作用下噴射出來，同時使金屬間連接在一起。

鋁鋼接頭，是工業(yè)鋁冶煉、船舶制造過程中常用的復(fù)合材料，一般是在碳鋼塊上焊接一層鋁，鋁層厚度大致在8-18mm。鋁鋼接頭的工作環(huán)境非普通金屬復(fù)合板材可比，一是加工過程中，焊接工藝對鋁層的要求，一般要求鋁層厚度不小于10mm，二是工作環(huán)境的酸堿度對焊接界面的要求，力學(xué)強度達到工藝規(guī)范的要求。對鋁鋼接頭的制造工藝，目前在《鋁鋼過渡接頭規(guī)范》(CB1343-98)要求采用過渡層二次爆炸焊接方式制造，即先以薄層鋁板在碳鋼上爆炸焊接，然后再在鋁層面爆炸焊接厚鋁層，形成鋁-鋁-鋼復(fù)合接頭構(gòu)造。也有以鋁-鈦-鋼構(gòu)造形式的鋁鋼接頭(《鋁鈦鋼過渡接頭焊接技術(shù)條件》(CB/T3953-2002))并以行業(yè)工藝規(guī)范要求施工制造。顯然，這種爆炸焊接工藝，費時耗材，非常不經(jīng)濟。

為了克服鋁鋼焊接的缺陷，隨著科學(xué)技術(shù)的研究與進步，采用純鋅或者鋁鋅薄片作為鋁鋼接頭的中間過渡層，可以抑制鋁鋼之間形成脆性金屬間化合物，使得鋼板和鋁板形成有效的搭接，最后可以獲得焊縫成形美觀、力學(xué)性能優(yōu)異、強度可靠的鋁鋼異種材料搭接接頭(CN201410102666.8一種適于鋁鋼異種材料搭接的釬焊輔助攪拌摩擦焊方法)。有專利(CN201610953317.6一種鋁鋼釬焊方法)表述了一種新工藝技術(shù)，即鋁基焊料為填充材料，采用釬焊工藝將帶滲鉻層的鋁材與鋼材進行連接。顯然，這些技術(shù)進步，都存在著巨大的能量消耗和繁瑣的生產(chǎn)工藝。對普通工業(yè)鋁鋼復(fù)合材料制品來說，生產(chǎn)成本很高。

雖然有制造普通金屬復(fù)合板的相關(guān)專利技術(shù)，但其專有技術(shù)并沒有考慮鋁鋼復(fù)合材料的特殊性，而使目前的鋁鋼接頭生產(chǎn)依然采用二次爆炸焊接技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了鋁鋼接頭爆炸焊接方法，一次性實現(xiàn)鋁鋼接頭的爆炸焊接成型。

本發(fā)明提出的鋁鋼接頭爆炸焊接方法，包括作為基板的鋼板和作為復(fù)板的鋁板，所述鋼板與所述鋁板之間設(shè)有鋁錐體，鋁錐體主要起到支撐的效果，所述鋁板面上鋪設(shè)炸藥層，炸藥位于所述鋁板的面上，所述炸藥層上端鋪設(shè)有礦物質(zhì)。所述鋁鋼接頭采用一次爆炸焊接，且所述炸藥的爆速為1400-1800m/s，所述炸藥的厚度為10-18mm。

優(yōu)選地，所述鋁板為5-20mm厚度的工業(yè)鋁板材。

優(yōu)選地，所述鋁板的端部設(shè)有起爆點。

優(yōu)選地，所述起爆點設(shè)有直徑20mm、高10mm的粉狀炸藥。

優(yōu)選地，所述炸藥的爆速為1500-1600m/s。

優(yōu)選地，所述炸藥層為粉狀乳化炸藥，且所述粉狀乳化炸藥內(nèi)添加有有色礦物質(zhì)。

優(yōu)選地，所述有色礦物質(zhì)為有色金剛沙、有色滑石粉、有色食鹽中的一種或幾種，且所述有色礦物質(zhì)的顏色為紅色、綠色、黃色中的一種或幾種。