[发明专利]一种钛‑纯铝‑铝合金复合板的爆炸焊接成型方法

说明书

技术领域

本发明属于有色金属材料板材加工与制造技术领域，尤其涉及一种钛-纯铝-铝合金复合板的爆炸焊接成型方法。

背景技术

钛-纯铝-铝合金爆炸焊接复合板是一种新型三层金属结构复合材料，其集钛、铝、铝合金优点于一身，既具有钛优良的耐腐蚀性，又具有铝的密度低、导电和导热性能好、易于加工成型、价格低廉等优点。将该复合板应用于航空航天等飞行器设备的蒙皮，不但解决了以往钢材飞行器蒙皮易被腐蚀的问题，还解决了用飞行器设备一直追求的轻质、高耐腐蚀、高耐磨、高强度、高刚度等难题。然而，由于钛与铝元素物理、化学特性不同，其复合方式难度较大。爆炸焊接复合工艺是通过炸药爆轰波的瞬时高压、高温作用，推动复板作用于基板，使其达到固相连接和冶金结合，其中爆炸焊接适用于同种或异种金属的连接；爆炸复合板的尺寸和形状规格不受设备限制；爆炸成型的复合材料具有很高的结合强度和再加工性能，但在爆炸成型过程中还存在诸多弊端，还有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的是，针对背景技术的状况，采用钛板、纯铝板、铝合金板为原材料，增加一个过渡层纯铝板，使用铵油炸药，进行爆炸叠加成型焊接，一次成型，制成钛-纯铝-铝合金复合板，加强复合效果。

本发明提供一种钛-纯铝-铝合金复合板的爆炸焊接成型方法，使用的化学物质材料为钛板、纯铝板、铝合金板、铵油炸药、雷管、引线、铝箔片、黄油、砂纸、沙粒和无水乙醇，其包括：

步骤一，确认铝合金板为基板，铝板为中间板，钛板为复板，打磨基板、中间板和复板的待焊接表面，其中：

步骤1.1，将钛板置于钢质平板上，用砂纸打磨正反面及周围，使表面光洁平整，然后用无水乙醇擦洗正反表面及周边，使其洁净；

步骤1.2，将铝板置于钢质平板上，用砂纸打磨正反面及周围，使表面光洁平整，然后用无水乙醇擦洗正反表面及周边，使其洁净；

步骤1.3，将铝合金板置于钢质平板上，用砂纸打磨正反面及周围，使表面光洁平整，然后用无水乙醇擦洗正反表面及周边，使其洁净；

步骤二，卷制间隙柱，将铝箔片置于钢质平板上，用夹钳卷将铝箔片卷制成圆筒状，数量为多个；

步骤三，在平整土质地面进行工艺配置安装，其中：

步骤3.1，选择一块空旷平整的土质地面；

步骤3.2，在平整的土质地面中间位置堆积砂粒，所述砂粒堆积的形状呈阶梯状；

步骤3.3，将基板平整置于砂粒顶部，并与砂粒和地面平行；

步骤3.4，将多个间隙柱等间距置放于基板的周边端部，且与基板保持垂直；

步骤3.5，将中间板平行置放于间隙柱铝箔片上，并与基板保持平行；

步骤3.6，将多个间隙柱等间距置放于中间板的周边端部，且与中间板保持垂直；

步骤3.7，将复板平行置放于间隙柱上铝箔片，并与基板和中间板保持平行；

步骤3.8，在复板上部涂覆缓冲保护层黄油；

步骤3.9，预制矩形药框，并将该矩形框平行置放在黄油层上部，并与黄油粘连，以使复板上部的铵油炸药与空气隔绝；将铵油炸药均匀置于药框内，在布药过程中用钢板尺监测炸药厚度，并保证铺置的药层厚度均匀；

步骤3.10，在药框内铵油炸药角部安装雷管，并固牢；将雷管引线接出爆炸现场保持爆炸安全距离；

步骤四，爆炸成型，其中：

步骤4.1，用电雷管引爆器通过引线引爆电雷管，铵油炸药瞬时发生爆炸；

步骤4.2，炸药爆炸产生的爆炸冲击波瞬间冲击中间板，再次传递冲击复板，复板向中间板和基板高速运动，使间隙柱向周边飞出，复板，中间板和基板发生强烈碰撞接触，使复板与中间板，基板在瞬间完成焊接，形成钛-纯铝-铝合金复合板。

本发明与背景技术相比具有明显的先进性，是针对钛板、铝板、铝合金板的性能要求而进行的爆炸焊接成型，增加一个过渡层纯铝板，采用铵油炸药，在地面砂粒上进行瞬时爆炸焊接成型，此爆炸焊接方法成型速度快、界面结合牢固、界面剪切强度好、结合率高、可控性好，钛-纯铝-铝合金复合板的三层界面剪切强度达230MPa，爆炸焊接结合程度为99％，焊接过程安全可靠，是制备钛-纯铝-铝合金复合板的可靠有效方法。

附图说明

图1是本发明钛-纯铝-铝合金复合板爆炸焊接成型状态图；

图2是本发明钛-纯铝-铝合金复合板爆炸焊接成型后结合界面金相组织图。

图中所示，附图标记清单如下：