[发明专利]钛－铜复合棒的爆炸焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种棒状金属复合材料，尤其是爆炸复合方法的金属复合材料，属于金属复合材料制造领域。

背景技术

金属复合板目前大量应用于石油、化工、制药、船舶、电力、冶金等行业，随着材料科学和设备制造技术的不断发展，在目前的电解及氯碱制造等工业中钛铜复合棒得到了十分广泛的应用，钛包铜棒主要是利用覆层金属-钛的优异的耐蚀性能和芯部金属-铜的良好导电性能，在较强腐蚀工况条件下，作为一种承载大电流的导体。由于覆层金属对铜金属的保护，阻止了铜导体的腐蚀，保证了电流密度的均匀一致性，提高了电解产品的质量等级，同时导体免清洁维护，消除了因铜导体的腐蚀而导致的电解液的污染。因此钛铜复合棒的优异特性，必然带来产品的品质的提升、生产工效的提高、能耗的降低和劳动强度的减少等。

但目前对以炸药作为能源，通过爆炸复合的方法生产复合棒的工艺还未见公开，尤其是钛材和铜棒的复合爆炸，这种复合材料的爆炸是极有意义的。

发明内容

本发明所解决的技术问题是，以炸药作为能源，通过爆炸复合的方法生产钛材和铜棒的复合棒，以满足我国电解及氯碱制造等行业中生产装置的腐蚀设备的用途和需要。

本发明的技术方案是：钛－铜复合棒的爆炸焊接方法，钛管的内径在30～505mm、壁厚在1-3mm，铜棒的直径在25～500mm；但爆炸时选择钛管的内径大于铜棒的直径2～5mm；选择平整的地面作为基础，水平放置工艺底板，把直径大于铜棒的直径2～5mm钛管和铜棒分别置于工艺底板的工艺槽内，上口钛管与铜棒之间用工艺盖盖好并封上胶带，工艺槽和工艺盖使钛管和铜棒的四周间隙相等；工艺槽和工艺盖的特征是在略大于铜棒的圆周上有几个凸点或一圈凸槽；再在钛管外套一高分子材料管，高分子材料管作为药框，其下端置于底板工艺槽内，上口用定位架支撑，沿着上部管口布置爆速较低的炸药，最终使药框内药布满炸药，药管的厚度是钛管和铜棒整个半径的30-80%，雷管插入管内工艺盖中心，使之实现整个棒的大面积的连续焊接。

本发明的改进是：沿着药框即PVC管口布置爆速较低的炸药，占整个棒高度的10-30%。药管的厚度是钛管和铜棒整个半径的30-60%。钛管的内径大于铜棒的直径2.5～3.5mm。

高分子材料管（PVC管、流塑管或胶木管均可），药管的厚度是钛管和铜棒整个半径的尤其是30-60%；雷管插入管内工艺盖中心（小孔内），使之实现整个棒的大面积的连续焊接，通过爆炸复合一次成型后可使贴合率达到98％，最小剪切强度τ_b ≥196Mpa。

钛-铜复合棒的爆炸复合是把铜棒作为负载的基层，钛管作为承受载荷的另外一层。爆炸复合是以炸药为能源，在引爆的瞬间，炸药所潜在的化学能，即转化为光能、声能、热能和机械能。爆炸复合就是利用炸药所释放出来的热能和机械能，在高压脉冲载荷作用下，使钛管在炸药能量的作用下依次向基体加速运动，并形成一定的弯折角，才能形成基、复板间原子间的结合，而棒的爆炸复合炸药量的控制是最关键，外部装药多了会过度变形，因此静态参数必须采用小间隙、小药量。

本发明的有益效果是：通过以炸药作为能源，通过比较精确的控制，以爆炸的方法生产钛材和铜棒的复合棒，以满足我国电解及氯碱制造等行业中生产装置的腐蚀设备的用途和需要。本发明通过爆炸复合一次成型后可使贴合率达到98％，最小剪切强度τ_b ≥196Mpa。

附图说明

图1为本发明爆炸安装的示意图

图中：1、雷管；2、胶木盖；3、铜棒；4、钛管；5、炸药；6、药框（药管）；7、工艺底座。

具体实施方式

下面具体说明本发明的实施方式。

1、            首先要根据需要提供的复合棒尺寸进行设计，选定铜棒、钛管的尺寸，进而确定间隙、药高、炸药爆速等工艺参数；

2、            按照钛管、铜棒规格尺寸和计算好的工艺参数，设计加工工艺底座、胶木盖、定位支撑；

3、            根据设计的参数进行备料、加工，保证管、棒的长度，端面的垂直度符合工艺要求；

4、            对管、棒进行校直，铜棒的贴合的内壁进行清洁，保证铜棒装配在钛管里时，四周间隙符合工艺要求，必须管、棒配对备用；