[发明专利]一种软铁、铜复合弹带结构及其焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及炮弹制造过程中的弹带焊接技术，具体涉及一种软铁、铜复合弹带结构及其焊接方法。

背景技术

从热兵器时代开始，枪械以其华丽的出场让冷兵器快速地从战场退出后，便开始了其给历史留下深刻记忆的发展史。每一次的进步发展都给历史上的枪械使用史刻下深刻的记忆。北宋初期火药发明后，首次出现的枪支是南宋初期发射弹丸的管型兵器，15世纪膛线与弹带的发明带来了枪械发展史上最为重要的变革，线膛枪解决了滑膛枪射程短、精度差的缺点，已经在全世界范围内大规模普及。炮弹发射过程中，弹带被压入膛线，带着炮弹沿膛线运动，起到封闭火药气体的作用，使弹丸在炮管内运行过程中，火药气体不得越过弹带而泄漏，并能减少膛线磨损、保证炮弹精度、增加炮弹射程。选择合适的材料和弹带装配技术对于炮弹的升级和功能的发挥有至关重要的作用也是多年来困扰我国炮弹设计制造的技术难题。

传统生产弹带的方法是机械嵌合方式，它是通过在弹体上加工出导带凹槽，并在槽底辊压花纹，使弹带在强压下与弹体嵌合。相比于机械嵌合弹带，焊接弹带有效的减薄了弹壁，使得装药量大大提升，同时避免了应力集中，很大程度上提高了炮弹的杀伤力；加工工艺简单，使提高了生产效率，节约了材料，降低了生产成本；使弹带和弹体之间达到了冶金结合，比传统的机械结合更加牢固；有效的优化药室的结构，使得弹体结构设计更加合理。因此研究弹带的焊接技术具有重大的实用价值。

在发射炮弹过程中，由于弹带在高速下被压入膛线，又需尽量减少弹带所受剪切应力，所以延伸率较高即塑韧性较好的铜及其合金与软铁常用于焊接装配弹带。两种材料的弹带有各自的缺陷，铜弹带的主要缺点在于：异种材料物理性能差异大，可焊性差，易在铜合金层内造成极大的应力集中及严重的渗透裂纹缺陷；泛铁造成弹带硬度升高，控制不好造成硬度过高使弹带性能变差；铜材料本身质软，发射铜弹带的炮弹会导致膛线粘铜，造成污染，同时损失铜弹带，使得炮弹自身的闭气性变差；铜的成本较高，经济性差。软铁弹带可以说是铜弹带的升级产品，利用软铁焊接弹带主要优势有以下几方面：采用软铁弹带成本很低，加工的经济性好；软铁与钢制弹体属于同种材料，二者的焊接性也较好，不存在泛铁现象，弹体材料对于弹带性能影响很小；软铁本身的硬度高于铜，不存在弹带粘黏膛线的问题；软铁弹带本身强度较高，与膛线摩擦接触时磨损消耗少，有效的避免了铜在发射过程中弹带侧滑而造成的漏气问题，使得炮弹飞行得更远。但是软铁弹带也存在其不足之处，主要是软铁的硬度要高于铜，发射炮弹时，弹带与膛线间摩擦，使得膛线的磨损较为严重。以上两种材料的弹带，其不足之处限制了弹带功能的发挥，同时也影响了炮体的寿命和炮弹的射程。因此选择合适的材料和弹带焊接结构对于炮弹的升级和功能的发挥有至关重要的作用。

发明内容

针对以上铜弹带与软铁弹带的问题，本发明专利提出以铜在前、软铁在后的形式，通过先堆焊软铁、后熔敷焊接铜的方法得到软铁-铜复合弹带。利用软铁硬度大、强度高的特点，这种结构在整体上提高弹带的刚度，避免了铜弹带的滑移现象，同时在发射过程中增加炮弹的闭气程度，后部软铁还可以除去膛线上的铜，保持膛线清洁。炮弹发射时膛线底部磨损最为严重，铜弹带部分质软，对膛线的摩擦小，可起到缓冲作用，能够大大减缓弹带与膛线的摩擦，起到延长膛线寿命的目的。

本发明的目的是这样实现的：

一种软铁、铜复合弹带结构，软铁和铜焊接在弹体表面形成弹带，软铁部分TIG堆焊于弹带的后部，铜部分熔敷焊接于弹带的前部。

本发明还具有如下特征：

1、一种软铁、铜复合弹带结构的焊接方法先在弹体表面堆焊软铁部分，在经过切削加工平整后，在软铁层外焊接钢环，再熔敷焊接铜部分，最后再进行第二次切削加工，最终形成完整的、符合设计要求的弹带。