[发明专利]一种铝－钛复合材料的爆炸焊接制造方法

说明书

技术领域：

本发明涉及金属复合材料的制造技术领域，尤其是一种铝-钛复合材料的爆炸焊接制造方法。

背景技术：

爆炸焊接就是以炸药为能源，在炸药爆炸载荷作用下复层金属高速碰撞基层金属并强固地连接在一起的金属加工方法。铝(铝合金)-钛复合材料在航空工业、炊具工业、化学工业、舰艇、特殊钎料等领域有着广阔的应用开发前景。然而由于钛板的抗爆炸载荷冲击韧性低，在爆炸焊接时，尤其是钛板厚度较薄、铝(铝合金)厚度较厚、板面面积又大时，则会有爆炸后沿爆轰方向末端钛板撕裂严重、结合强度低、板形差、不易校平等问题，导致产品报废。因此，通常的爆炸焊接方法难以制造出高质量的大面积铝(铝合金)-钛复合材料。

发明内容：

为解决现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种铝-钛复合材料的爆炸焊接制造方法，其采用不均匀布药方式进行爆炸，利用该方法制造的铝-钛复合材料具有良好的质量。

为实现上述发明目的，本发明采用如下的技术方案：

所述的一种铝-钛复合材料的爆炸焊接制造方法，其具体的方法为：将基层钛板和复层铝板用抛光叶轮打磨干净，除去金属表面的氧化物，露出金属光泽；再将钢垫板置于砂基础之上，将缓冲保护层置于钢垫板之上，基层钛板置于铺有缓冲保护层的钢垫板之上；然后将复层铝板通过支撑物置于基层钛板上方，把炸药布放在铝板上表面，炸药为铵梯炸药，在爆轰方向末端采用不均匀布药方式，单位面积装药量在爆轰方向末端逐渐降低；最后用工业电雷管起爆，爆炸焊接获得铝-钛复合材料。其中，基板的材质为工业纯钛，复板的材质为纯铝或铝合金(Mg含量≤0.1％)。

由于采用了上述技术方案，本发明具有如下优越性：

本发明解决复层铝厚度较厚、基层钛板厚度较薄、且爆炸焊接面积较大时爆炸后沿爆轰方向末端钛板撕裂严重、结合强度低、板形差、不易校平等问题。

1)可实现大面积爆炸焊接，获得高质量的大面积铝-钛复合材料；

2)可通过一次爆炸焊接制造厚复层的铝和薄基层的钛复合材料，方便生产，提高效率；

3)复合界面结合强度高，复合材料平整度好，易于校平。

附图说明：

图1是该铝-钛复合板爆炸焊接安装示意图。；

图中所示：1-工业电雷管；2-炸药；3-复层铝板；4-支撑物；5-基层钛板；6-缓冲保护层；7-钢垫板；8-砂基础。

具体实施方式一：

如图1所示，将基层钛板(5)和复层铝板(3)用抛光叶轮打磨干净，除去金属表面的氧化物，露出金属光泽，将钢垫板(7)置于砂基础(8)之上，将缓冲保护层(6)置于钢垫板(7)之上，将复层铝板(3)通过支撑物(4)置于基层钛板(5)上方，把炸药(2)布放在铝(铝合金)板(3)上表面，炸药为铵梯炸药，在爆轰方向末端采用不均匀布药方式，单位面积装药量在爆轰方向末端逐渐降低，用工业电雷管(1)起爆，爆炸焊接获得铝-钛复合材料。

制造一块铝-钛复合材料，其也可以适用于铝合金板，基层钛板牌号为TA2，尺寸为4×1200×5000mm，复层为纯铝1070，尺寸为12×1200×5000mm，复层铝板与基层钛板之间的支撑高度为9mm，钢垫板表面铺垫缓冲保护层，使用铵梯炸药，直接布放在铝层表面，在起爆端单位面积装药量为3.60g/cm²，爆轰方向末端700mm范围单位面积装药量逐渐降低到1.9g/cm²，用工业电雷管起爆，爆炸焊接获得的铝-钛复合材料具有良好的复合质量和较好的板形，基层钛板未见撕裂，经取样进行结合强度检测，证明界面结合牢固，断口出现在铝侧，界面抗拉强度≥100Mpa，爆炸复合率为100％。

具体实施例方式二：

制造一块铝-钛复合材料，其也可以适用于铝合金板，基层钛板牌号为TA1，尺寸为2×1000×3000mm，复层为纯铝1050，尺寸为6×1000×3000mm，复层铝板与基层钛板之间的支撑高度为5mm，钢垫板表面铺垫缓冲保护层，使用铵梯炸药，直接布放在铝层表面，在起爆端单位面积装药量为2.80g/cm²，爆轰方向末端600mm范围单位面积装药量逐渐降低到1.4g/cm²，用工业电雷管起爆，爆炸焊接获得的铝-钛复合材料具有良好的复合质量和较好的板形，基层钛板未见撕裂，经取样进行结合强度检测，证明界面结合牢固，断口出现在铝侧，界面抗拉强度≥100Mpa，爆炸复合率为100％。

具体实施方式三：

制造一块铝合金-钛复合材料，其也可以适用于铝合金板，基层钛板牌号为TA2，尺寸为6×1500×2800mm，复层为铝合金5083，尺寸为8×1500×2800mm，复层铝合金板与基层钛板之间的支撑高度为7mm，钢垫板表面铺垫缓冲保护层，使用铵梯炸药，直接布放在铝层表面，在起爆端单位面积装药量为3.00g/cm²，爆轰方向末端700mm范围单位面积装药量逐渐降低到1.6g/cm²，用工业电雷管起爆，爆炸焊接获得的铝合金-钛复合材料具有良好的复合质量和较好的板形，基层钛板未见撕裂，经取样进行结合强度检测，证明界面结合牢固，界面抗拉强度≥100Mpa，爆炸复合率为100％。