CN102814586B

CN102814586B - 一种大厚稀贵金属爆炸复合钢板的制造方法

Info

Publication number: CN102814586B
Application number: CN201210273069.2A
Authority: CN
Inventors: 韩刚; 徐宇皓; 侯发臣; 刘金涛
Original assignee: LUOYANG SHUANGRUI METAL COMPOSITE MATERIAL CO Ltd
Current assignee: No 725 Research Institute of China Shipbuilding Industry Corp
Priority date: 2012-08-02
Filing date: 2012-08-02
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2032-08-02
Also published as: CN102814586A

Abstract

本发明介绍了一种大厚稀贵金属爆炸复合钢板的制造方法，在爆炸焊接复板之前先在基板中心区域采用桃角起爆方式爆炸焊接面积小，厚度2mm的薄复板，然后采用中心起爆方式通过强力起爆装置爆炸焊接大厚稀贵金属的复板。本发明的方法，可获得面积大、复层厚的稀贵金属和钢复合材料；可通过中心起爆控制大厚稀贵金属的爆炸焊接后的周边撕裂；减小了起爆点的未复合区面积同时可以替代高成本猛炸药；解决了中心起爆点未复合区不能焊补的问题。

Description

一种大厚稀贵金属爆炸复合钢板的制造方法

技术领域

本发明涉及一种金属复合材料的制造领域技术，特别是一种大厚稀贵金属爆炸复合钢板的制造方法，涉及到多次爆炸焊接、中心强力起爆、制造复层为大厚稀贵金属爆炸复合钢板的方法。

背景技术

爆炸焊接就是以炸药为能源，在炸药爆炸载荷作用下复层金属高速斜碰撞基层金属，并强固的连接在一起的金属加工方法。稀贵金属和钢不能使用常规焊接方法进行焊接，只能采用爆炸焊接的方法生产稀贵金属和钢复合材料。在制造大厚的稀贵金属和钢复合材料采用中心起爆，结合面波纹形态分布的对称性好，它的缺点是中心的起爆点区域有个垂直碰撞区（碰撞角β=0），因此相应有个无波区（未复合区），因复层厚，起爆点的未复合区会相应增大,这就限制了中心起爆在爆炸焊接上的应用，所以以往只能采用爆炸切焊法但焊接质量的稳定性不能满要求。（由于对称性不好，装药参数的细微变化和材料本身成分及性能差异就可能会使焊接复合率达不到相关标准的要求，稀贵金属和钢基层又不可焊接就导致了整个产品的报废。）如果能消除中心起爆的未复合区，和复层周边的撕裂，则不仅会使爆炸焊接的工艺更为简单，而且将解决迄今为止尚未解决的稀贵金属复合板爆炸焊接质量稳定性和可靠性的问题。从而大大提高爆炸焊接的生产效率和稀贵金属和钢复合材料的复合率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种大厚稀贵金属爆炸复合钢板的制造方法，解决了爆炸焊接制造面积大、复层厚、周边严重撕裂及起爆点未复合区大且不能焊补的问题，从而提高了复合率，缩减设计余量，拓展稀贵金属复层厚度上限，能够更充分满足工业设计的要求。

为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供的一种大厚稀贵金属爆炸复合钢板的制造方法，包括采用基层钢板和复层稀贵金属板，具体过程为：

先确定基层钢板的几何中心，在基板的几何中心区域首先爆炸焊接一块直径100～300mm的厚度1～3mm稀贵金属，剔去未复合区，周边修磨做平滑过渡，然后安装厚度8～24mm的稀贵金属复板，在此厚复板上选择起爆点位置应对应于第一次在基板上爆炸焊接的复层的区域中心；通过中心强力起爆装置起爆炸药进行爆炸焊接，剔去因起爆点引起的未复合区，然后再针对未复合区进行填充焊补；最终得到所有面积均100%复合的面积大厚稀贵金属爆炸复合钢板。

所述的剔去因起爆点引起的未复合区，具体标准可以为剔去未复合区至第一次爆炸焊接2mm稀贵金属层界面。

大厚稀贵金属爆炸复合钢板是指：一种通过爆炸焊接技术制造的金属层状复合材料，复层为稀贵金属板，基层为钢板。稀贵金属具体是指：稀有难熔金属及合金与贵金属，其中稀有难熔金属为钛、锆、铪、钒、铌、钽、钼、钨及其合金；贵金属主要是指金、银、铂。本发明提出的大厚复层的标准是，稀贵金属中稀有难熔金属及合金厚度在8mm及以上，面积在10m²及以上；贵金属:金、银、铂厚度在8mm及以上，面积不做具体要求。

通过采用上述技术方案，本发明的一种大厚稀贵金属爆炸复合钢板制造的方法，具有以下的有益效果：

1）可获得面积大、复层厚的稀贵金属和钢复合材料；

2）可通过中心起爆控制大厚稀贵金属的爆炸焊接后的周边撕裂；

3）强力起爆装置减小了起爆点的未复合区面积同时可以替代高成本又难在市场上买到的猛炸药做起爆药；

4）两次爆炸焊接解决了中心起爆点未复合区不能焊补的问题。

附图说明

图1为稀贵金属做复层的第一次爆炸焊接安装示意图。

图2为稀贵金属做复层与基层钢板的第一次爆炸焊接成型示意图。

图3为稀贵金属做复层的第二次爆炸焊接安装截面示意图。

图4为强力起爆装置示意图。

图5中心起爆点焊补示意图。

图1中，1.基层钢板，2.支撑， 3.带桃角的厚2mm、直径80mm稀贵金属复板，4.炸药，5.雷管。

图2中，1.基层钢板，7.第一次爆炸焊接的2mm厚的稀贵金属复层。

图3中，1.基层钢板，2.支撑，7.第一次爆炸焊接的2mm厚的稀贵金属复层，11.厚度大于8mm的稀贵金属，12.炸药，13.强力起爆装置。

图4中，14.聚能穴，15.下部装药（炸药）， 16.上部装药（炸药），17.雷管，18.纤维板，19.填塞物（黄泥），20.外壳。（下部直径20mm，上部直径35mm塑料管）。

图5中，1.基层钢板，7.第一次爆炸焊接的2mm厚的稀贵金属复层， 23.第二次爆炸焊接的8mm厚以上的稀贵金属复层，24.焊道。

上述图中，3、7为同一稀贵金属，但是大小和状态不同；23和11为同一稀贵金属，但是状态不同。

具体实施方式

下面结合附图对本专利进一步解释说明。但本专利的保护范围不限于具体的实施方式。

先将薄稀贵金属做复板安装在基板中心区域进行第一次爆炸焊接，安装如图1所示，起爆点选在桃角区，得到在基层钢板上复合2～3mm，直径为80mm范围内的稀贵金属复层，剔去未复合区，周边修磨做平滑过渡；然后安装厚度大于8mm稀贵金属尺寸与基板尺寸同样，起爆点选在厚稀贵金属复板的中心与第一次爆炸焊接第一次薄稀贵金属层区域中心在同一垂线上，通过强力起爆装置起爆，进行第二次爆炸焊接，安装如图4所示，得到面积大，复层厚的稀贵金属和钢复合板，经过超探除起爆点有不超过直径15mm范围内的未复合区其余100%复合，挖磨未复合区至第一次爆炸焊接2mm稀贵金属层界面进行起爆点未复合区的焊补，最终得到所有面积均100%复合的面积大、复层厚难溶稀有金属和钢复合材料。

实施例1：

制造一块面积大复层厚的锆－钢复合材料，复层锆板牌号为R60702，尺寸为：直径3350mm，厚度12mm，基层为16MnR(Ⅲ)，尺寸为：直径3500mm，厚度80mm。先将带桃角的厚度2mm，直径100mm锆板，通过爆炸焊接复合在直径3500mm，厚度60mm的基板中心区域；剔去未复合区，周边修磨做平滑过渡；再将第一次爆炸焊接获得的2mm锆层的锆－钢复合材料与复层直径为3500mm厚度为8mm的钛锆板，进行起爆点在中心通过强力起爆装置的第二次爆炸焊接；起爆点未复合区不超过15mm的面积内对未复合区进行挖磨到第一次爆炸焊接获得的2mm锆层界面进行同是钛材质的焊补，得到的锆复层厚，面积大的，设计余量小的锆－钢复合材料，经取样进行结合强度检测，证明界面结合牢固，界面剪切强度≥288Mpa，高于ASTM B898<<活性及难溶金属复合板规范>> 标准规定的≥196Mpa，复合率为100％。

实施例2：

制造一块面积大复层厚的钛－钢复合材料，复层钛板牌号为TA2，尺寸为：20×2500×8500mm，基层为Q235B，尺寸为：60×2500×7500mm。先将带桃角的厚度3mm，直径100mm钛板，通过爆炸焊接复合在直径3500mm，厚度60mm的基板中心区域；剔去未复合区，周边修磨做平滑过渡；再将第一次爆炸焊接获得的3mm钛层钛－钢复合材料与复层尺寸为:70×2500×8500mm的钛板，进行起爆点在中心通过强力起爆装置的第二次爆炸焊接；起爆点未复合区控制在直径20mm的面积内对未复合区进行挖磨到第一次爆炸焊接获得的3mm钛层界面进行同是钛材质的焊补，得到的钛复层厚，面积大的，设计余量小的钛－钢复合材料，经取样进行结合强度检测，证明界面结合牢固，界面剪切强度≥297Mpa，高于GB/T8547-2006 <<钛-钢复合板>> 标准规定的≥196Mpa，复合率为100％。

实施例3：

制造一块面积大复层厚的钛－钢复合材料，复层钛板牌号为TA10，尺寸为：直径4000mm，厚度18mm，基层为20#(Ⅲ)，尺寸为：直径4000mm，厚度60mm。先将带桃角的厚度2mm，直径80mm钛板，通过爆炸焊接复合在直径3500mm，厚度60mm的基板中心区域；剔去未复合区，周边修磨做平滑过渡；再将第一次爆炸焊接获得的2mm钛层钛－钢复合材料与复层直径为4000mm厚度为18mm的钛板，进行起爆点在中心通过强力起爆装置的第二次爆炸焊接；起爆点未复合区控制在直径30mm的面积内对未复合区进行挖磨到第一次爆炸焊接获得的2mm钛层界面进行同是钛材质的焊补，得到的钛复层厚，面积大的，设计余量小的钛－钢复合材料，经取样进行结合强度检测，证明界面结合牢固，界面剪切强度≥308Mpa，高于GB/T8547-2006 <<钛-钢复合板>> 标准规定的≥196Mpa，复合率为100％。

Claims

1.一种大厚稀贵金属爆炸复合钢板的制造方法，包括基层采用钢板和复层采用稀贵金属板，其特征是具体过程为：

2.根据权利要求1所述大厚稀贵金属爆炸复合钢板的制造方法，其特征是：所述的大厚稀贵金属爆炸复合钢板是指：一种通过爆炸焊接技术制造的金属层状复合材料，复层为稀贵金属板，基层为钢板。

3.根据权利要求1所述大厚稀贵金属爆炸复合钢板的制造方法，其特征是：所述的稀贵金属具体是指：稀有难熔金属及合金与贵金属，其中稀有难熔金属为钛、锆、铪、钒、铌、钽、钼、钨及其合金；贵金属是金、银、铂。

4.根据权利要求1所述大厚稀贵金属爆炸复合钢板的制造方法，其特征是：大厚标准是：稀贵金属中稀有难熔金属及合金厚度在8～24mm，面积在10m²及以上；贵金属：金、银、铂厚度在8～24mm。