[发明专利]一种镁铜金属复合板的爆炸焊接成型方法

权利要求书

1.一种镁铜金属复合板爆炸焊接成型方法，其特征在于：使用的化学物质材料为：镁合金板、铜板、铵油炸药、雷管、引线、铝箔、三合板、黄油、砂粒、无水乙醇，其组合准备用量如下：以克、毫米、毫升为计量单位

爆炸焊接制备镁铜金属复合板：

(1)打磨基板、复板的待焊接表面

确认镁合金板为基板，铜板为复板；

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，表面粗糙度为R_a2.5～5μm，然后用无水乙醇擦洗正反表面及周边，使其洁净；

②将铜板置于钢质平板上，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R_a2.5～5μm，然后用无水乙醇擦洗正反表面及周边，使其洁净；

(2)卷制间隙柱

将铝箔置于钢质平板上，用夹钳卷制成圆筒状，尺寸分别为Φ10mm×0.5mm×2mm，Φ10mm×0.5mm×50mm，Φ10mm×0.5mm×100mm，各5片；

(3)预制炸药框架

将三合板置放于钢质平板上，裁剪、粘合炸药框架，炸药框架尺寸为：350mm×650mm×35mm；

(4)确认铵油炸药性能

铵油炸药为固态粉体，其组成为硝酸铵90％、柴油7％、木粉3％，均匀混合而成；

性能：爆炸速度2300～2800m/s,密度0.89g/cm³，爆炸力2000～2300MPa；

(5)工艺配置安装

①平整土质地面

在空旷处土质地面上进行平整，地面呈矩形，尺寸为10000mm×5000mm，周边10m处不得有物体；

②堆积砂粒

在平整的土质地面中间位置堆积砂粒，底部尺寸为700mm×400mm，砂粒高度为600mm，顶部平面尺寸为600mm×300mm，呈梯形；

③置放基板—镁合金板

将基板—镁合金板平整置于砂粒顶部，并与砂粒、地面平行；

④置放间隙柱—铝箔片

将卷制好的高度为2mm、50mm和100mm的各三片间隙柱等间距置放于基板的起始端、中间部位和末端；

⑤置放复板—铜板

将铜板置放于间隙柱铝箔片上部，并调整间隙柱铝箔片的相对位置，并调整复板与基板形成倾斜角为9°±1°；

⑥在复板上部涂覆缓冲保护层黄油层

用毛刷将黄油均匀涂覆在复板上部，黄油层厚度为1mm；

⑦置放炸药框架及铵油炸药

将预制的木质矩形炸药框架平行置放在黄油层上部，并与黄油粘连；将铵油炸药均匀铺于药框内，在布药过程中用钢板尺监测炸药厚度，药层厚度为30mm，并保证铺置的药层厚度均匀；

⑧安装雷管及引线

在炸药框架内的左角部安装电雷管，并固牢；将电雷管引线接出爆炸现场60m处，并与电雷管引爆器连接；

爆炸现场及周边保持干燥，相对湿度≤10％；

(6)爆炸成型

①电雷管引爆器通过屏蔽电缆引爆电雷管，铵油炸药瞬时发生爆炸；

②铵油炸药爆炸产生的爆炸冲击波瞬间冲击复板，利用复板向基板的高速运动，使间隙柱向周边飞出，复板和基板发生强烈碰撞接触，瞬间完成焊接，制成镁铜金属复合板；

(7)清理爆炸成型现场

将爆炸焊接后的现场进行清理，清除砂粒，保存爆炸成型的镁铜金属复合板；

(8)超声波探伤镁铜金属复合板

对爆炸焊接成型的镁铜金属复合板用超声波探伤仪测定爆炸焊接的结合程度，超声波频率2.5MHz，爆炸焊接结合程度为94.6％；

(9)机械切割镁铜金属复合板，并打磨

将镁铜金属复合板置于钢质平板上，用机械切割周边，成规则形状；

将切割后的矩形镁铜金属复合板用砂纸打磨正反表面及周边，使正反表面及周边光洁；

(10)热处理回火

将打磨后的镁铜金属复合板置于热处理炉中，进行回火，回火温度180℃，回火时间5h，以消除爆炸焊接过程中产生的残余应力；

回火后关闭热处理炉，然后随炉冷却至25℃；

(11)清理、清洗

将回火后的镁铜金属复合板用砂纸打磨正反表面及周边氧化层，然后用无水乙醇擦洗正反表面及周边，使其洁净；

(12)检测、分析、表征

对爆炸焊接成型的镁铜金属复合板的外观形貌、结合界面微观组织、界面结合强度进行测试、分析和表征；

用金相显微镜进行镁铜金属复合板的结合界面微观形貌分析；

用电子万能试验机对镁铜金属复合板界面进行结合强度测试；

结论：爆炸焊接成型的镁铜金属复合板的上表面为金属黄色板形，底面为银灰色板形，镁铜界面呈冶金结合，界面结合紧密，镁铜复合板的压剪强度达118.3MPa，爆炸焊接结合程度为94.6％。

2.根据权利要求1所述的一种镁铜金属复合板的爆炸焊接成型方法，其特征在于：镁铜金属复合板的爆炸焊接成型是在空旷的土质地面上进行的，是在砂粒基础上置放镁合金基板、间隙柱、铜复板、黄油缓冲保护层、炸药框架、铵油炸药、电雷管，并连接屏蔽电缆、电雷管引爆器，是在铵油炸药的爆炸冲击波作用下瞬时完成的；

土质地面(11)为矩形，周边尺寸为10000mm×5000mm，地面平整；在土质地面(11)的上部为砂粒基座(10)，砂粒基座(10)高度为600mm，顶部尺寸为600mm×300mm，底部尺寸为700mm×400mm，呈梯形，由砂粒堆积而成；在砂粒基座(10)的上部水平放置镁合金基板(9)，在镁合金基板(9)上部等间距置放9片间隙柱(8)，间隙柱高度分别为2mm、25mm、50mm，并调整复板与基板的倾斜角度为9°±1°；在间隙柱(8)上部平行置放铜复板(7)，在铜复板(7)上部均匀涂覆黄油缓冲保护层(6)，黄油缓冲保护层(6)厚度为1mm，在黄油缓冲保护层(6)上部平整置放炸药框架(5)，在炸药框架(5)内均匀置放铵油炸药(4)，在铵油炸药(4)的左角部置放电雷管(3)，电雷管(3)连接屏蔽电缆(2)，屏蔽电缆(2)连接电雷管引爆器(1)，屏蔽电缆(2)长度为60000mm。