[发明专利]一种铝镁铝合金复合板的爆炸焊接成型方法

摘要

本发明涉及一种铝镁铝合金复合板的爆炸焊接成型方法，是针对镁合金力学性能低的情况，采用在镁合金板的两侧面用铝合金板加固，爆炸焊接成型，采用铵油炸药，在地坑内进行瞬时爆炸焊接，制成铝镁铝合金板，此爆炸焊接成型方法在地坑内，安全性能好，在地面下部，速度快，界面结合牢固，焊接后的铝镁铝合金复合板的界面剪切强度达160MPa，爆炸焊接结合度程度达98.6%，焊接过程安全可靠，是制备铝镁铝合金复合板的可靠有效方法。

主权项

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％。