CN103639585B - 厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法 - Google Patents

厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法，该方法包括：一、在钛/钢复合板一侧焊接钢块，在复层锆板一侧焊接钛块；二、对焊接有钢块的钛/钢复合板和焊接有钛块的复层锆板进行组配，使得钛块和钢块对齐；然后在复层锆板表面布置炸药，将炸药包安装在钛块上进行爆炸复合，得到厚复层锆/钛/钢复合板。本发明的方法操作简单，实施方便，可确保厚复层锆/钛/钢复合过程中，有效地控制雷管区大小，从而解决了雷管直接安装在锆板表面上时，雷管区偏大这一难题，而且后续的复合板切割完全可以将雷管区去除，不会影响锆钢复合板的成品尺寸及耐蚀性能，用该方法制备的锆复合板能完全满足后续大型装备要求。

Description

厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法
技术领域
本发明属于爆炸复合技术领域，具体涉及一种厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法。
背景技术
锆/钛/钢复合板是一种以锆为复层金属，纯钛板、钛合金板为过渡层，低合金钢、不锈钢、碳钢或其他材料为基层金属，采用爆炸复合方法制备而成的层状金属复合材料。该种复合材料一方面具有复层金属锆良好的耐腐蚀性能；一方面具有基层金属良好的机械性能和加工性能；同时可节约大量的锆材，锆/钛/钢复合板已被广泛地应用于化工、制药、冶炼等行业。
在复层锆厚度超过6mm的厚复层锆/钛/钢爆炸焊接中，当起爆点安装在边部时，由于锆板本身具有屈服强度高，硬度大的特性。雷管引爆炸药后，锆板不能较快达到爆炸焊接窗口的范围。导致在爆炸复合后，起爆点周围存在较大面积的不结合现象。这种起爆点周围的较大面积不结合现象直接影响厚复层锆/钛/钢复合板的成材率。为此，在厚复层锆/钛/钢爆炸焊接中，当进行边部起爆时，怎么有效的控制其雷管区的大小就极为迫切。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法。该方法操作简单，实施方便，可确保厚复层锆/钛/钢复合过程中，有效地控制雷管区大小，从而解决了雷管直接安装在锆板表面上时，雷管区偏大这一难题，而且后续的复合板切割完全可以将雷管区去除，不会影响锆钢复合板的成品尺寸及耐蚀性能，用该方法制备的锆复合板能完全满足后续大型装备要求。采用该方法生产的厚复层锆/钛/钢复合板品质优良，结合率达100%，剪切强度不小于180MPa，满足ASTMB898-2005A级要求。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、在钛/钢复合板一侧焊接与钛/钢复合板厚度相同的钢块，在复层锆板一侧焊接与复层锆板厚度相同的钛块；
步骤二、对步骤一中焊接有钢块的钛/钢复合板和焊接有钛块的复层锆板进行组配，使得钛块和钢块对齐；然后在复层锆板表面布置炸药，将炸药包安装在钛块上进行爆炸复合，得到雷管区直径不大于30mm的厚复层锆/钛/钢复合板；所述厚复层锆/钛/钢是指复层锆厚度为7mm～14mm。
上述的厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法，步骤一中所述钛/钢复合板中的钢板厚度为20mm～260mm。
上述的厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法，步骤一中所述钛/钢复合板的不平度不大于5mm/m，钛/钢复合板的钛层表面的粗糙度Ra为0.5μm～25μm。
上述的厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法，步骤一中所述复层锆板的牌号为ASTMB551R60702，复层锆板与钛/钢复合板接触的一面的粗糙度Ra为0.5μm～25μm。
上述的厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法，步骤一中所述钛块的长度为60mm～300mm，宽度为30mm～200mm，钢块的长度与钛块的长度相等，钢块的宽度与钛块的宽度相等。
上述的厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法，步骤一中所述钛块的牌号为TA1、TA2、TA9、ASTMB265Gr.1、ASTMB265Gr.2、ASTMB265Gr7、ASTMB265Gr11、ASTMB265Gr16或ASTMB265Gr17。
上述的厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法，步骤一中所述钢块为牌号为Q345R、Q235B或ASMESA516Gr.70的钢块，或者为碳素钢锻件或不锈钢锻件。
上述的厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法，当步骤一中所述钛/钢复合板为矩形板时，钢块的焊接位置为钛/钢复合板的长边几何中部，当步骤一中所述复层锆板为矩形板时，钛块的焊接位置为复层锆板的长边几何中部。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明的方法操作简单，实施方便，可确保厚复层锆/钛/钢复合过程中，有效地控制雷管区大小，从而解决了雷管直接安装在锆板表面上时，雷管区偏大这一难题，制备的厚复层锆/钛/钢复合板的雷管区直径不大于30mm，而且后续的复合板切割完全可以将雷管区去除，不会影响锆钢复合板的成品尺寸及耐蚀性能，用该方法制备的锆/钛/钢复合板能完全满足后续大型装备要求。
2、采用本发明的方法生产的厚复层锆/钛/钢复合板品质优良，结合率达100%，剪切强度不小于180MPa，满足ASTMB898-2005A级要求。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明厚复层锆板与钛/钢复合板的安装组配示意图。
附图标记说明:
1—钛/钢复合板；2—复层锆板；3—钛块；4—钢块。
具体实施方式
实施例1
步骤一、采用爆炸复合焊接制备1050mm×3550mm×22mm（2mm/20mm）的钛/钢复合板，对制备的钛/钢复合板依次进行热处理、矫平和打磨处理，得到不平度不大于5mm/m，钛层表面的粗糙度Ra为0.5μm的钛/钢复合板1；所述钛/钢复合板中的钛板牌号为TA1，钢板为容器板Q345R；所述热处理的温度为500℃，保温时间为5h；
步骤二、对尺寸为1100mm×3600mm×10mm的锆板进行打磨处理，得到与钛/钢复合板接触的一面的粗糙度Ra为0.5μm的复层锆板2；所述锆板牌号为ASTMB551R60702；
步骤三、在步骤一中所述钛/钢复合板1的一侧长边几何中部焊接尺寸规格为200mm×300mm×22mm的碳素钢锻件钢块4，在步骤二中所述复层锆板2的一侧长边几何中部焊接尺寸规格为200mm×300mm×10mm，牌号为ASTMB265Gr17的钛块3；
步骤四、如图1所示，采用平行安装法，以钛材作为间隙，对步骤三中焊接有钢块4的钛/钢复合板1和焊接有钛块3的复层锆板2进行组配，并使钛块3和钢块4上下对齐；然后在复层锆板2表面布置炸药，将炸药包安装在钛块3上进行爆炸复合，得到雷管区直径不大于20mm的厚复层锆/钛/钢复合板；
步骤五、对步骤四中所述厚复层锆/钛/钢复合板依次进行热处理、矫平、切割和表面处理，得到尺寸为1000mm×3500mm×32mm（10mm/2mm/20mm）的厚复层锆/钛/钢复合板；所述热处理的温度为500℃，保温时间为5h；所述表面处理的方法为：先用硬砂轮将复层锆表面的氧化层去掉，后用60#百叶轮处理，使之粗糙度Ra达到客户要求范围内，一般粗糙度Ra为2.0μm。
本实施例制造的锆/钛/钢复合板品质优良，结合率达100%，剪切强度达196MPa，满足ASTMB898-2005A级要求，能满足各大型工业设备及构件对厚复层锆/钛/钢复合板的制造要求。
实施例2
本实施例与实施例1相同，其中不同之处在于：所述钛块为TA1、TA2、TA9、ASTMB265-Gr.1、ASTMB265-Gr.2、ASTMB265Gr7、ASTMB265Gr11或ASTMB265Gr16；所述钢块为牌号为Q345R、Q235B或ASMESA516Gr.70的钢块，或者为不锈钢锻件。
本实施例制造的厚复层锆/钛/钢复合板品质优良，结合率达100%，剪切强度不小于180MPa，满足ASTMB898-2005A级要求，能满足各大型工业设备及构件对厚复层锆/钛/钢复合板的制造要求。
实施例3
步骤一、采用爆炸复合焊接制备3550mm×3550mm×154mm（4mm/150mm）的钛/钢复合板，对制备的钛/钢复合板依次进行热处理、矫平和打磨处理，得到不平度不大于4mm/m，钛层表面的粗糙度Ra为10μm的钛/钢复合板1；所述钛/钢复合板中的钛板牌号为TA9，钢板为Q235B；所述热处理的温度为500℃，保温时间为5h；
步骤二、对尺寸为3600mm×3600mm×7mm的锆板进行打磨处理，得到与钛/钢复合板接触的一面的粗糙度Ra为25μm的复层锆板2；所述锆板牌号为ASTMB551R60702；
步骤三、在步骤一中所述钛/钢复合板1的一侧长边几何中部焊接尺寸规格为30mm×60mm×154mm，牌号为Q345R的钢块4，在步骤二中所述复层锆板2的一侧长边几何中部焊接尺寸规格为30mm×60mm×7mm，牌号为TA9的钛块3；
步骤四、如图1所示，采用平行安装法，以钛材作为间隙，对步骤三中焊接有钢块4的钛/钢复合板1和焊接有钛块3的复层锆板2进行组配，并使钛块3和钢块4上下对齐；然后在复层锆板2表面布置炸药，将炸药包安装在钛块3上进行爆炸复合，得到雷管区直径不大于30mm的厚复层锆/钛/钢复合板；
步骤五、对步骤四中所述厚复层锆/钛/钢复合板依次进行热处理、矫平、切割和表面处理，得到尺寸为3500mm×3500mm×161mm（7mm/4mm/150mm）的厚复层锆/钛/钢复合板；所述热处理的温度为500℃，保温时间为5h；所述表面处理的方法为：先用硬砂轮将复层锆表面的氧化层去掉，后用60#百叶轮处理，使之粗糙度Ra达到客户要求范围内，一般粗糙度Ra为2.0μm。
本实施例制造的锆/钛/钢复合板品质优良，结合率达100%，剪切强度达230MPa，满足ASTMB898-2005A级要求，能满足各大型工业设备及构件对/锆/钛/钢复合板的制造要求。
实施例4
本实施例与实施例3相同，其中不同之处在于：所述钛块为TA1、TA2、ASTMB265Gr.1、ASTMB265Gr.2、ASTMB265Gr7、ASTMB265Gr11、ASTMB265Gr16或ASTMB265Gr17；所述钢块为牌号为Q235B或ASMESA516Gr.70的钢块，或者为碳素钢锻件或不锈钢锻件。
本实施例制造的厚复层锆/钛/钢复合板品质优良，结合率达100%，剪切强度不小于180MPa，满足ASTMB898-2005A级要求，能满足各大型工业设备及构件对厚复层锆/钛/钢复合板的制造要求。
实施例5
步骤一、采用爆炸复合焊接制备Ф2550mm×263mm（3mm/260mm）的钛/钢复合板，对制备的钛/钢复合板依次进行热处理、矫平和打磨处理，得到不平度不大于5mm/m，钛层表面的粗糙度Ra为25μm的钛/钢复合板1；所述钛/钢复合板中的钛板牌号为TA1，钢板为容器板Q345R；所述热处理的温度为580℃，保温时间为3h；
步骤二、对尺寸为Ф2600mm×14mm的锆板进行打磨处理，得到与钛/钢复合板接触的一面的粗糙度Ra为8μm的复层锆板2；所述锆板牌号为ASTMB551R60702；
步骤三、在步骤一中所述钛/钢复合板1的一侧长边几何中部焊接尺寸规格为60mm×100mm×263mm，牌号为ASMESA516Gr.70的钢块4，在步骤二中所述复层锆板2的一侧长边几何中部焊接尺寸规格为60mm×100mm×14mm，牌号为ASTMB265Gr.1的钛块3；
步骤四、如图1所示，采用平行安装法，以钛材作为间隙，对步骤三中焊接有钢块4的钛/钢复合板1和焊接有钛块3的复层锆板2进行组配，并使钛块3和钢块4上下对齐；然后在复层锆板2表面布置炸药，将炸药包安装在钛块3上进行爆炸复合，得到雷管区直径不大于25mm的厚复层锆/钛/钢复合板；
步骤五、对步骤四中所述厚复层锆/钛/钢复合板依次进行热处理、矫平、切割和表面处理，得到尺寸为Ф2600mm×277mm（14mm/3mm/260mm）的厚复层锆/钛/钢复合板；所述热处理的温度为500℃，保温时间为5h；所述表面处理的方法为：先用硬砂轮将复层锆表面的氧化层去掉，后用60#百叶轮处理，使之粗糙度Ra达到客户要求范围内，一般粗糙度Ra为2.0μm。
本实施例制造的锆/钛/钢复合板品质优良，结合率达100%，剪切强度达220MPa，满足ASTMB898-2005A级要求，能满足各大型工业设备及构件对/锆/钛/钢复合板的制造要求。
实施例6
本实施例与实施例5相同，其中不同之处在于：所述钛块为TA1、TA2、TA9、ASTMB265Gr.2、ASTMB265Gr7、ASTMB265Gr11、ASTMB265Gr16或ASTMB265Gr17；所述钢块为牌号为Q345R或Q235B的钢块，或者为碳素钢锻件或不锈钢锻件。
本实施例制造的厚复层锆/钛/钢复合板品质优良，结合率达100%，剪切强度不小于180MPa，满足ASTMB898-2005A级要求，能满足各大型工业设备及构件对厚复层锆/钛/钢复合板的制造要求。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、在钛/钢复合板(1)一侧焊接与钛/钢复合板(1)厚度相同的钢块(4)，在复层锆板(2)一侧焊接与复层锆板(2)厚度相同的钛块(3)；所述钛/钢复合板(1)中的钢板厚度为20mm～260mm；所述钛块(3)的长度为60mm～300mm，宽度为30mm～200mm，钢块(4)的长度与钛块(3)的长度相等，钢块(4)的宽度与钛块(3)的宽度相等；
步骤二、对步骤一中焊接有钢块(4)的钛/钢复合板(1)和焊接有钛块(3)的复层锆板(2)进行组配，使得钛块(3)和钢块(4)对齐；然后在复层锆板(2)表面布置炸药，将炸药包安装在钛块(3)上进行爆炸复合，得到雷管区直径不大于30mm的厚复层锆/钛/钢复合板；所述厚复层锆/钛/钢复合板是指复层锆厚度为7mm～14mm。
2.根据权利要求1所述的厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法，其特征在于，步骤一中所述钛/钢复合板(1)的不平度不大于5mm/m，钛/钢复合板(1)的钛层表面的粗糙度Ra为0.5μm～25μm。
3.根据权利要求1所述的厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法，其特征在于，步骤一中所述复层锆板(2)的牌号为ASTMB551R60702，复层锆板(2)与钛/钢复合板(1)接触的一面的粗糙度Ra为0.5μm～25μm。
4.根据权利要求1所述的厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法，其特征在于，步骤一中所述钛块(3)的牌号为TA1、TA2、TA9、ASTMB265Gr1、ASTMB265Gr2、ASTMB265Gr7、ASTMB265Gr11、ASTMB265Gr16或ASTMB265Gr17。
5.根据权利要求1所述的厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法，其特征在于，步骤一中所述钢块(4)为碳素钢锻件或不锈钢锻件。
6.根据权利要求1所述的厚复层锆/钛/钢复合板爆炸复合中雷管区的控制方法，其特征在于，当步骤一中所述钛/钢复合板(1)为矩形板时，钢块(4)的焊接位置为钛/钢复合板(1)的长边几何中部，当步骤一中所述复层锆板(2)为矩形板时，钛块(3)的焊接位置为复层锆板(2)的长边几何中部。
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