[发明专利]钛材和普通低合金钢复合封头的爆炸焊成型方法

说明书

技术领域

本发明属于过程设备制造技术领域，具体涉及一种钛材和普通低合金钢复合封头的爆炸焊成型方法。

背景技术

钛及其合金具有许多优异的性能，例如低密度，高熔点，高比强度，耐腐蚀，高低温性能好等，而被称为“太空金属”和“海洋金属”，在航空航天、海洋开发、化工、冶金、电力等领域有着越来越广泛的用途。

但是，钛材在300℃以上可快速吸氢；600℃以上可快速吸氧；700℃以上可快速吸氮；故钛材在650℃以上加工时，若不能进行有效的保护，就会导致钛材塑性，韧性下降，耐蚀性能降低。钛板的冲压采用常温下冷成型和温度在550～650℃的中温成形为宜，成形后还必须采取严格清除、打磨污染的表面等措施，确保其性能。

在石油化工领域，为了提高设备的耐腐蚀性能，常常采用复合材料，复层采用耐腐蚀材料，基层采用普通低合金钢作为强度材料。当石油化工设备封头采用钛材和普通低合金钢复合封头时，可以采用钛材复层和普通低合金钢基层的复合板直接成形制造，如果其普通低合金钢基层厚度不是很厚，常常会采用常温冷成形或550～650℃中温成形方法制造；但由于正常情况下普通低合金钢基层成形后一般都需要进行高温热处理，必须采用较大型的真空或惰性气体保护的热处理炉热处理，负责高温热处理必然会严重影响钛材复层的性能；如果其普通低合金钢基层厚度较大，（采用常温冷成型、550～650℃成形可能无法正常成形）就要采用温度高于750℃以上的热成形方法制造，就必须采用在整个成形过程中用氩气严格保护钛材的措施避免钛材受到污染，同时还要避免钛材被铁离子污染，故该工艺很难实现；还可以采用先把普通低合金钢基层单独热成形形成封头基层，并打磨检验热处理等后，再对已经成形的封头基层内表面堆焊钛材的方法形成封头复层，但是到目前为止，钛材和普通低合金钢还无法实现常规焊接方法的焊接，也无法实现钛材在普通低合金钢表面的堆焊。

发明内容

本发明的目的是提供一种钛材和普通低合金钢复合封头的爆炸焊成型方法，实现了钛材复层和大厚度普通低合金钢基层复合封头的成形。

本发明所采用的技术方案是，钛材和普通低合金钢复合封头的爆炸焊成型方法，具体操作步骤如下：

步骤1，将普通低合金钢单独热处理形成封头基层，打磨、检验、热处理、加工端面至平整，然后在封头基层的端面沿圆周均布焊装三个支撑板支板，在支撑板支板上焊接支撑板，备用；

步骤2，将钛材冷成型或温成型为封头复层，打磨、检验、加工端面至平整，然后在封头复层的端面沿圆周均布焊装三个钛材挂板支板，在挂板支板上焊接平板状挂板，备用；

步骤3，将步骤1形成的封头基层放置在砂基层上，再将封头复层放置在封头基层上，并通过焊装在封头复层上的挂板使封头复层被支撑在封头基层上的支撑板上，实现了封头复层与封头基层的装配间隙；

步骤4，将缓冲层放置在封头复层的内表面并贴合，然后将异型炸药袋放置在缓冲层的内表面并贴合，异型炸药袋内的中心部位填充高爆炸药和雷管，异型炸药袋内的周围其余部分填充主炸药，在异型炸药袋上填有沙堆；

步骤5，引爆雷管及高爆炸药，再由高爆炸药引爆主炸药，首先使挂板变形，使封头复层的底部焊接到封头基层的底部，随后封头复层其余部分在主炸药爆炸作用下逐步完成焊接；再通过常规加工，即得到钛材和普通低合金钢复合封头。

本发明的特点还在于，

步骤1中支撑板支板的内侧设有凹槽，支撑板焊接在支撑板支板上的一端为平板状，另一端为圆弧状，圆弧状的一端设有裙边。

步骤4中缓冲层的周边设有翻边，翻边能够完整的覆盖封头复层的端面、封头复层与封头基层之间的间隙以及封头基层的端面。

本发明的有益效果是，本发明钛材和普通低合金钢复合封头的爆炸焊成型方法，首先分别加工封头基层与封头复层，使大厚度基层的成形及高温热处理能方便地进行，然后采用爆炸焊实现封头基层与封头复层的焊接，结合区无热影响区，接头性能良好，爆炸焊过程中无须对封头复层进行严格的保护，就能保持其优良的性能。

附图说明

图1是本发明方法中爆炸焊成型装置的整体结构示意图；

图2是本发明方法中封头基层的结构示意图；

图3是本发明方法中封头复层的结构示意图。

图中，1.砂基层，2.封头基层，3.封头复层，4.缓冲层，5.雷管，6.异型炸药袋，7.沙堆，8.支撑板支板，9.支撑板，10.挂板支板，11.挂板，12.高爆炸药，13.主炸药。

具体实施方式