[发明专利]铝钢接头爆炸焊接方法

说明书

本发明公开了铝钢接头爆炸焊接方法，包括作为基板的钢板和作为复板的铝板，所述钢板与所述铝板之间设有铝锥体，铝锥体主要起到支撑的效果，所述铝板面上铺设炸药层，所述炸药层上端铺设有矿物质。所述铝钢接头采用一次爆炸焊接，且所述炸药的爆速为1400‑1800m/s，所述炸药的厚度为10‑18mm。本发明一次性实现铝钢接头的爆炸焊接成型，且制得的铝钢接头的焊接界面拉伸强度在100MP以上，高者达160MP，弯曲强度试验复合要求，180度弯曲，界面无裂隙，同时本发明不仅节约了时间，提高生产效率达35‑50％，而且显著地节约生产成本，生产成本节约50‑70％，提高经济效益。同时，爆炸噪音能够降低50‑80％。

技术领域

本发明涉及爆炸焊接技术领域，尤其涉及铝钢接头爆炸焊接方法。

背景技术

金属板材的复合常用爆炸焊接法，即利用炸药爆炸产生的冲击力造成金属板之间的迅速碰撞，实现金属板的界面连接，形成两层或多层异种材质的金属复合材料。爆炸焊接时，通常把炸药直接敷在复板表面，炸药引爆后的冲击波压力高达几百万兆帕，使复板撞向基板，两板接触面产生塑性流动和高速射流，结合面的氧化膜在高速射流作用下喷射出来，同时使金属间连接在一起。

铝钢接头，是工业铝冶炼、船舶制造过程中常用的复合材料，一般是在碳钢块上焊接一层铝，铝层厚度大致在8-18mm。铝钢接头的工作环境非普通金属复合板材可比，一是加工过程中，焊接工艺对铝层的要求，一般要求铝层厚度不小于10mm，二是工作环境的酸碱度对焊接界面的要求，力学强度达到工艺规范的要求。对铝钢接头的制造工艺，目前在《铝钢过渡接头规范》(CB1343-98)要求采用过渡层二次爆炸焊接方式制造，即先以薄层铝板在碳钢上爆炸焊接，然后再在铝层面爆炸焊接厚铝层，形成铝-铝-钢复合接头构造。也有以铝-钛-钢构造形式的铝钢接头(《铝钛钢过渡接头焊接技术条件》(CB/T3953-2002))并以行业工艺规范要求施工制造。显然，这种爆炸焊接工艺，费时耗材，非常不经济。

为了克服铝钢焊接的缺陷，随着科学技术的研究与进步，采用纯锌或者铝锌薄片作为铝钢接头的中间过渡层，可以抑制铝钢之间形成脆性金属间化合物，使得钢板和铝板形成有效的搭接，最后可以获得焊缝成形美观、力学性能优异、强度可靠的铝钢异种材料搭接接头(CN201410102666.8一种适于铝钢异种材料搭接的钎焊辅助搅拌摩擦焊方法)。有专利(CN201610953317.6一种铝钢钎焊方法)表述了一种新工艺技术，即铝基焊料为填充材料，采用钎焊工艺将带渗铬层的铝材与钢材进行连接。显然，这些技术进步，都存在着巨大的能量消耗和繁琐的生产工艺。对普通工业铝钢复合材料制品来说，生产成本很高。

虽然有制造普通金属复合板的相关专利技术，但其专有技术并没有考虑铝钢复合材料的特殊性，而使目前的铝钢接头生产依然采用二次爆炸焊接技术。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了铝钢接头爆炸焊接方法，一次性实现铝钢接头的爆炸焊接成型。

本发明提出的铝钢接头爆炸焊接方法，包括作为基板的钢板和作为复板的铝板，所述钢板与所述铝板之间设有铝锥体，铝锥体主要起到支撑的效果，所述铝板面上铺设炸药层，炸药位于所述铝板的面上，所述炸药层上端铺设有矿物质。所述铝钢接头采用一次爆炸焊接，且所述炸药的爆速为1400-1800m/s，所述炸药的厚度为10-18mm。

优选地，所述铝板为5-20mm厚度的工业铝板材。

优选地，所述铝板的端部设有起爆点。

优选地，所述起爆点设有直径20mm、高10mm的粉状炸药。

优选地，所述炸药的爆速为1500-1600m/s。

优选地，所述炸药层为粉状乳化炸药，且所述粉状乳化炸药内添加有有色矿物质。

优选地，所述有色矿物质为有色金刚沙、有色滑石粉、有色食盐中的一种或几种，且所述有色矿物质的颜色为红色、绿色、黄色中的一种或几种。