[发明专利]超薄金属复合板材爆炸焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种利用炸药爆炸所产生的能量作为能源，使被焊接的两个金属表面形成牢固的固相结合的超薄金属复合板材爆炸焊接方法。属于爆炸焊接技术领域。

背景技术

爆炸焊接技术及爆炸复合材料已广泛应用于石油、化工、造船、电力、航空、航天、制盐、制碱、冶金、原子能、采掘、运输、及机械制造等各个领域之中。

目前，采用爆炸焊接方法生产的复合板，其复板厚度一般在2毫米以上。对于复板厚度在2毫米以下的复合板材，由于复板太薄造成在爆炸焊接过程中会产生以下几种情况而无法实现超薄金属复合板材的爆炸焊接。

1、炸药问题。由于复板太薄，采用现有的炸药，即使用最低临界装药厚度，也会由于爆压太高而使得复合板出现大波纹甚至出现复板破裂现象而导致焊接失效。

2、复合板变形问题。由于复板和基板都很薄，爆炸焊接后复合板会产生较大的变形而导致焊后校平成本高昂。

3、复板表面保护问题。由于复板太薄而且大多为有色金属，超薄金属爆炸焊接过程中往往会使复板表面破坏。

由于以上几种原因，因此一般采用爆炸+轧制复合工艺生产超薄金属复合材料。而轧制又分为冷轧和热轧两种，一般来说，象铜-铝复合板一般由于其两种材料强度均不高，因此采用冷轧工艺；而象铜-钢等爆炸复合板一般采用热轧工艺制造而成。由于轧制尤其是热轧成本高，而且成材率低，对爆炸复合板的结合界面又有特殊的要求，因此铜-钢、不锈钢-钢等超薄金属复合薄板的爆炸+轧制技术也尚未形成产业化。

相对于爆炸复合中厚板材，上述复合薄板在工业上甚至在日常生活领域的应用范围更广，因此针对目前爆炸焊接复合薄板存在的问题，通过理论和实验研究，发明了超薄金属复合板材爆炸焊接方法，可通过单一的爆炸焊接工艺生产超薄金属复合材料，而且成本大大低于爆炸+轧制复合工艺。

发明内容

针对超薄金属复合材料爆炸焊接过程中出现的三个主要问题，本发明通过理论研究和多次试验成功克服了上述三个技术难题，从而形成了一套完善的超薄金属复合材料的爆炸焊接技术。

本发明的技术解决方案：

1、炸药配方及装药厚度设计。由于复板太薄，采用现有的2#岩石硝铵炸药，即使用最低临界装药厚度，也会由于爆压太高而使得复合板出现大波纹甚至出现复板破裂现象而导致焊接失效。本发明采用2#岩石硝铵炸药为主原料，并按一定比例添加食盐、珍珠岩、锯粉等物质，确保配方的炸药其爆速、爆热、猛度等性能均适用于超薄金属复合材料的爆炸焊接。

2、复合板变形问题。由于复板和基板都很薄，爆炸焊接后复合板会产生较大的变形而导致焊后须要校平，由于薄板校平难度大而且成本高昂。因此在爆炸焊接薄板时，尽量要使得复合板不会产生较大和不规则变形。一般先用深1米左右的沙子作为地基，并采用一定厚度的钢基保证复合板在爆炸过程中不会产生翘曲变形，对于长度和宽度较大的复合板，则钢基须要按弯曲挠度进行尺寸设计。

3、复板表面保护问题。由于复板太薄而且大多为有色金属，超薄有色金属在爆炸焊接过程中往往会使复板表面破坏而导致焊接失效。先在复板表面封上一层黄油，并用一定厚度的软纸作为药盒贴在复板表面。其次，间隙也会使薄的有色金属产生穿孔，因此间隙的安放位置以及间隙材料的选择也非常关键。

附图说明

附图1是有色金属薄板爆炸焊接工艺装置的示意图。

图1中的1是雷管、2是炸药、3是药盒、4是复板、5是间隙、6是基板、7是钢基、8是沙基。

具体实施方式

对照附图1，超薄金属复合板材爆炸焊接方法，其结构是复板4、基板6中间是间隙5，并平行放置在钢基7上；钢基7下是沙基8；复板4上涂有黄油，并与药盒3贴在一起；药盒3里盛有炸药2；炸药2上设有雷管1。

超薄金属复合板材爆炸焊接方法，其特征是炸药2采用2#岩石硝铵炸药为主原料，并按一定比例添加食盐、珍珠岩、锯粉等物质，确保配方的炸药其爆速、爆热、猛度等性能均适用于超薄金属复合材料的爆炸焊接。

爆炸焊接基础一般先用深1米左右的沙子作为地基，并采用一定厚度的钢基保证复合板在爆炸过程中不会产生翘曲变形，对于长度和宽度较大的复合板，则钢基须要按弯曲挠度进行尺寸设计。

关于复板表面保护，先在复板表面封上一层黄油，并用一定厚度的软纸作为药盒贴在复板表面。其次，间隙也会使薄的有色金属产生穿孔，因此间隙的安放位置以及间隙材料的选择也非常关键。

通过点火引爆炸药，即可实现超薄金属材料的爆炸复合。