[发明专利]一种铝镁铝合金复合板的爆炸焊接成型方法

权利要求书

1.一种铝镁铝合金复合板的爆炸焊接成型方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：镁合金板、铝合金板、木板、铵油炸药、硝酸铵、柴油、木粉、雷管、引线、铝箔、黄油、砂粒、无水乙醇，其准备用量如下：以克、毫升、毫米为计量单位

铝镁铝合金复合板爆炸焊接成型方法如下：

(1)打磨并清洗镁合金板、铝合金板的待焊接表面，确认镁合金板为中间板、铝合金板为侧板；

①将镁合金板置于钢质平板上，用砂纸打磨正反表面及周边，去除表面氧化膜，使表面光洁、平整，表面粗糙度Ra1.25-2.5μm；

然后用无水乙醇擦洗正反表面及周边，使其洁净；

②将铝合金板置于钢质平板上，用砂纸打磨正反表面及周边，去除表面氧化膜，使表面光洁、平整，表面粗糙度为Ra1.25-2.5μm；

然后用无水乙醇擦洗正反表面及周边，使其洁净；

(2)卷制铝箔间隙柱

将铝箔置于钢质平板上，用夹钳卷制成圆筒状，成共12块，各块尺寸一致；

(3)制备木制卡具

将柳木板置于钢质平板上，用木锯制作卡具，卡具呈矩形槽状，竖板和底部横板要相互垂直，底部要平整，竖板和横板夹角为90°，卡具尺寸为900mm×500mm×300mm；

(4)制备铵油炸药

将硝酸铵8500g±10g，柴油800mL±10mL，木粉280g±10g置于不锈钢容器中，搅拌混合10min，成混合粉体；

铵油炸药性能：爆炸速度2300-2800m/s、密度0.89g/cm³、爆炸力2000-2300MPa；

(5)工艺配制安装

①挖地坑

在空旷平整地面上挖掘爆炸地坑，地坑呈矩形槽状，尺寸为900mm×500mm×300mm；

②安装木制卡具

将制备的木制卡具垂直置于地坑内，木制卡具槽底部横板与地坑地面平面接触，保证木制卡具在地坑内呈横平竖直状态；

③垂直置放中间镁合金板、两侧铝合金板

将镁合金板垂直置于木制卡具槽底部中间位置；

在镁合金板两侧部均匀涂覆黄油，黄油层厚度为1mm；

将铝箔间隙柱按上、下、左、右均匀置放在镁合金板两侧部，每侧部6个；

在铝合金板焊接面涂抹黄油，黄油厚度1mm；

将铝合金板垂直置于镁合金板两侧部，两侧部铝合金板与镁合金板上的铝箔间隙柱接触；

在两侧铝合金板外部涂覆黄油保护层，保护层厚度1mm；

④在两侧铝合金板与木制卡具之间置放铵油炸药，铵油炸药均匀置放、置满；

⑤在两侧部铵油炸药上部的中间位置安装电雷管；

两电雷管上部连接屏蔽电缆，屏蔽电缆长度60m；

屏蔽电缆与地面上部的电雷管控制器连接；

⑥在木质卡具外部的地坑内均匀疏松加满河沙；

(6)爆炸焊接成型

①操纵电雷管控制器，通过屏蔽电缆引爆两电雷管，铵油炸药瞬时爆炸；

②炸药爆炸产生的爆炸冲击波瞬时冲击两侧铝合金板，两侧铝合金板高速运动，黄油熔化消失，两侧间隙柱铝箔向周边飞出；

两侧铝合金板和中间镁合金板发生强烈碰撞接触，使两侧铝合金板与中间镁合金板瞬时完成焊接，成铝镁铝合金复合板；

(7)清理爆炸焊接成型现场

将爆炸焊接后现场进行清理，清除砂粒，保存爆炸焊接成型的铝镁铝合金复合板；

(8)机械切割铝镁铝合金复合板

将铝镁铝合金复合板置于钢质平板上，用机械切割周边及正反表面，使周边齐整，然后用砂纸打磨正反表面及周边，使其光洁；

(9)中温回火

将铝镁铝合金复合板置于热处理回火炉中，进行回火处理，回火温度350℃，回火时间120min，以消除焊接内应力及结合面缺陷；

(10)清理、清洗

将回火后的铝镁铝合金复合板用400目砂纸打磨周边及正反表面，使其光洁；

然后用无水乙醇清洗铝镁铝合金复合板，使周边及正反表面洁净；

(11)检测、分析、表征

对爆炸焊接成型后的铝镁铝合金复合板的形貌、界面金相组织、爆炸焊接面结合程度进行检测、分析、表征；

用超声波探伤仪测量爆炸焊接面的结合程度；

用光学显微镜进行金相组织分析；

用扫描电镜进行界面元素扩散分析；

用X射线衍射法进行界面物相分析；

用电子万能试验机进行结合强度分析；

结论：爆炸焊接成型的铝镁铝合金复合板为银灰色板形，铝镁铝界面呈正弦波纹形形貌，结合紧密，无过渡熔化及分层现象，铝镁铝合金复合板的界面剪切强度达160MPa，爆炸焊接结合率达98.6％。

2.根据权利要求1所述的一种铝镁铝合金复合板爆炸焊接成型方法，其特征在于：铝镁铝合金复合板的爆炸焊接成型在地坑内进行的，是在地坑的木制卡具中，在铵油炸药的瞬时爆炸下完成的；

在地平面(18)上用铁锹挖制地坑(17)，地坑(17)呈矩形，在地坑(17)内垂直置放木制卡具(15)；木质卡具(15)呈矩形槽状，在木质卡具(15)内中间垂直置放镁合金板(3)，镁合金(3)上部为上空位槽(4)，在镁合金板(3)的左、右侧面均匀涂覆黄油层，黄油层厚度为1mm；在镁合金板(3)的左侧部置放左侧间隙柱(7)，左侧间隙柱(7)共6个，均间距置放，并由黄油粘连连接；在镁合金板(3)的右侧部置放右侧间隙柱(8)，右侧间隙柱(8)共6个，均间距置放，并由黄油粘连连接；在左侧间隙柱(7)左部垂直置放左侧铝合金板(5)，左侧铝合金板(5)右侧部涂覆黄油层1mm，并与左侧间隙柱(7)粘连；在右侧间隙柱(8)右部垂直置放右侧铝合金板(6)，右侧铝合金板(6)左侧部涂覆黄油层1mm，并与右侧间隙柱(8)粘连；在左侧铝合金板(5)左部涂覆左侧黄油保护层(9)，左侧黄油保护层(9)厚度为1mm，左侧黄油保护层(9)左部置放左侧铵油炸药(11)；在右侧铝合金板(6)右部涂覆右侧黄油保护层(10)，右侧黄油保护层(10)厚度为1mm，右侧黄油保护层(10)右部置放右侧铵油炸药(12)；在左侧铵油炸药(11)上部垂直置放第一电雷管(13)，在右侧铵油炸药(12)上部垂直置放第二电雷管(14)，第一电雷管(13)、第二电雷管(14)连接屏蔽电缆(2)，屏蔽电缆(2)连接电雷管引爆器(1)。