CN104588862A - 一种超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法 - Google Patents

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Abstract

一种超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，本发明通过变密度布药方式控制炸药爆速，使起爆中心至爆炸边缘爆速逐渐降低，最后经过热处理工艺可以获得复合率高，界面结合强度高，波纹、性能均匀一致，并可实现超大面积复合材料爆炸焊接，本发明能够保证复层超级奥氏体不锈钢及基层铬钼钢所具有的优点，且具有优越性能的大面积超级奥氏体不锈钢与铬钼钢复合材料。

Description

一种超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法
【技术领域】
本发明涉及一种爆炸焊接方法，具体涉及一种超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法。
【背景技术】
已知的，在石化行业不锈钢复合钢板得到广泛应用，其中超级奥氏体不锈钢+普通钢板也有研究和应用报道，但基层材料通常为SA516-70、Q345R（16MnR）和Q345B，超级奥氏体不锈钢+铬钼钢复合材料在国内外尚未见研究和应用。爆炸焊接是一种以炸药为能源，复层金属在炸药爆炸载荷作用下高速倾斜碰撞基层金属，在碰撞点形成一层金属熔化层，然后急速冷却，并瞬间强固的连接在一起的金属加工方法。传统爆炸焊接布药方式为均匀布药方式，随爆轰波传播基复板之间碰撞荷载不断增大，复合界面波长及波纹也不断增大（微波-小波-大波），界面组织及性能逐渐变化。超级奥氏体不锈钢易出现高温敏化，出现晶界粗化及碳化物析出现象，那么提供一种适合超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法就成了本领域技术人员的长期技术诉求。
【发明内容】
为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，本发明通过变密度布药的方式对超级奥氏体不锈钢与铬钼钢进行爆炸焊接，爆炸复合率高，界面结合强度高，波纹、性能均匀一致，并可实现超大面积复合材料爆炸焊接，再通过热处理工艺，保证超级奥氏体不锈钢及铬钼钢所具有的优点，且具有优越的性能等。
为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：
一种超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，具体包括如下步骤：
一、表面处理：
首先对超级奥氏体不锈钢和铬钼钢的待复合表面进行打磨，除去表面氧化物，露出金属光泽；
二、爆炸焊接：
将上步获得的表面处理完毕的铬钼钢放到焊接平台上，超级奥氏体不锈钢通过支撑放置于铬钼钢上，在超级奥氏体不锈钢表面涂覆保护层，一类炸药和二类炸药布放在保护层表面，然后采用变密度布药方式控制炸药爆速，使起爆中心至爆炸边缘爆速逐渐降低，用工业电雷管起爆，通过爆炸焊接形成复合板坯；
三、热处理：
将上步获得的复合板坯经过消应力热处理工艺获得大面积超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的复合材料。
所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，所述第二步中变密度布药方式为中间区域布放高密度二类炸药，周边区域布放低密度一类炸药。
所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，所述第二步中保护层为水玻璃。
所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，所述第三步中消应力热处理的温度为530～690±14℃。
所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，所述超级奥氏体不锈钢与铬钼钢之间的间距为7～14mm。
所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，所述一类炸药的密度为0.80～0.85g/cm3。
所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，所述一类炸药为CE005。
所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，所述二类炸药的密度为0.65～0.70g/cm3。
所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，所述二类炸药为CE003。
所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，所述工业电雷管为八号工业电雷管。
采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：
本发明所述的一种超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，本发明通过变密度布药方式控制炸药爆速，使起爆中心至爆炸边缘爆速逐渐降低，最后经过热处理工艺可以获得复合率高，界面结合强度高，波纹、性能均匀一致，并可实现超大面积复合材料爆炸焊接，本发明能够保证复层超级奥氏体不锈钢及基层铬钼钢所具有的优点，且具有优越性能的大面积超级奥氏体不锈钢与铬钼钢复合材料。
【附图说明】
图1是本发明的爆炸焊接安装剖面示意图；
图2是本发明的爆炸焊接炸药布放示意图；
在图中：1、八号工业电雷管；2、一类炸药；3、二类炸药；4、超级奥氏体不锈钢；5、支撑；6、铬钼钢；7、焊接平台。
【具体实施方式】
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；
结合附图1～2所述的一种超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，具体包括如下步骤：
一、表面处理：
首先用40号抛光叶轮对超级奥氏体不锈钢4和铬钼钢6的待复合表面进行打磨，除去表面氧化物，露出金属光泽；
二、爆炸焊接：
将上步获得的表面处理完毕的铬钼钢6放到焊接平台7上，超级奥氏体不锈钢4通过支撑5放置于铬钼钢6上，在超级奥氏体不锈钢4表面涂覆保护层，一类炸药2和二类炸药3布放在保护层表面，所述保护层为水玻璃，然后采用变密度布药方式控制炸药爆速，使起爆中心至爆炸边缘爆速逐渐降低，所述变密度布药方式为中间区域布放高密度二类炸药3，周边区域布放低密度一类炸药2，用八号工业电雷管1起爆，通过爆炸焊接形成复合板坯；
三、热处理：
将上步获得的复合板坯经过消应力热处理工艺获得大面积超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的复合材料，所述消应力热处理的温度为530～690±14℃。
其中所述超级奥氏体不锈钢4与铬钼钢6之间的间距为7～14mm；所述一类炸药2的密度为0.80～0.85g/cm3，一类炸药2为CE005；所述二类炸药3的密度为0.65～0.70g/cm3，二类炸药3为CE003。
本发明的具体实施例如下：
其中超级奥氏体不锈钢4为复层，铬钼钢6为基层。
实施例1：
制造一块超级奥氏体不锈钢904L（00Cr20Ni25Mo4.5Cu）与铬钼钢14Cr1MoR复合材料，基层钢板牌号为14Cr1MoR，尺寸为10×2000×7500mm，复层为超级奥氏体不锈钢904L，尺寸为3×2030×7540mm，复层超级奥氏体不锈钢904L与基层钢板14Cr1MoR爆炸焊接的间距为8mm，使用岩石膨化硝铵混合炸药，采用变密度布药方法，中心部位二类炸药3的密度在0.65～0.70 g/cm3之间，周边一类炸药2密度在0.80～0.85g/cm3之间，用八号工业电雷管1起爆，爆炸焊接形成超级奥氏体不锈钢904L（00Cr20Ni25Mo4.5Cu）与铬钼钢14Cr1MoR复合板坯，通过消应力热处理（690℃±14℃）工艺获得具有良好复合质量的复合材料。
实施例2：
制造一块超级奥氏体不锈钢N08367与铬钼钢14Cr1MoR复合材料，基层钢板牌号为14Cr1MoR，尺寸为40×3000×12000mm，复层为超级奥氏体不锈钢N08367，尺寸为5×3050×12060mm，复层超级奥氏体不锈钢N08367与基层钢板14Cr1MoR爆炸焊接的间距为10mm，使用岩石膨化硝铵混合炸药，采用变密度布药方法，中心部位二类炸药3密度在0.65～0.70 g/cm3之间，周边一类炸药2密度在0.80～0.85g/cm3之间，用八号工业电雷管1起爆，爆炸焊接形成超级奥氏体不锈钢N08367与铬钼钢14Cr1MoR复合板坯，通过消应力热处理（530℃±14℃）工艺获得具有良好复合质量的复合材料。
实施例3：
制造一块超级奥氏体不锈钢904L（00Cr20Ni25Mo4.5Cu）与铬钼钢15CrMoR复合材料，基层钢板牌号为15CrMoR，尺寸为80×2000×6000mm，复层为超级奥氏体不锈钢904L，尺寸为12×2050×6060mm，复层超级奥氏体不锈钢904L与基层钢板15CrMoR爆炸焊接的间距为14mm，使用岩石膨化硝铵混合炸药，采用变密度布药方法，中心部位二类炸药3密度在0.65～0.70 g/cm3之间，周边一类炸药2密度在0.80～0.85g/cm3之间，用八号工业电雷管1起爆，爆炸焊接形成超级奥氏体不锈钢904L（00Cr20Ni25Mo4.5Cu）与铬钼钢15CrMoR复合板坯，通过消应力热处理（635℃±14℃）工艺获得具有良好复合质量的复合材料。
本发明具有以下的有益效果：
1、可实现大面积爆炸焊接，获得高质量的大面积超级奥氏体不锈钢与铬钼钢复合材料；
2、通过变密度布药方式，复合率高，界面结合强度高，波纹、性能均匀一致，并可实现超大面积（≥40m2）复合材料爆炸焊接；
3、通过热处理工艺，保证复层超级奥氏体不锈钢及基层铬钼钢所具有的优点，且具有优越的性能；
4、节约了贵金属的使用量等。
本发明未详述部分为现有技术。
为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。

Claims (10)

1.一种超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，其特征是：具体包括如下步骤：
一、表面处理：
首先对超级奥氏体不锈钢（4）和铬钼钢（6）的待复合表面进行打磨，除去表面氧化物，露出金属光泽；
二、爆炸焊接：
将上步获得的表面处理完毕的铬钼钢（6）放到焊接平台（7）上，超级奥氏体不锈钢（4）通过支撑（5）放置于铬钼钢（6）上，在超级奥氏体不锈钢（4）表面涂覆保护层，一类炸药（2）和二类炸药（3）布放在保护层表面，然后采用变密度布药方式控制炸药爆速，使起爆中心至爆炸边缘爆速逐渐降低，用工业电雷管起爆，通过爆炸焊接形成复合板坯；
三、热处理：
将上步获得的复合板坯经过消应力热处理工艺获得大面积超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的复合材料。
2.根据权利要求1所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，其特征是：所述第二步中变密度布药方式为中间区域布放高密度二类炸药（3），周边区域布放低密度一类炸药（2）。
3.根据权利要求1所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，其特征是：所述第二步中保护层为水玻璃。
4.根据权利要求1所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，其特征是：所述第三步中消应力热处理的温度为530～690±14℃。
5.根据权利要求1所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，其特征是：所述超级奥氏体不锈钢（4）与铬钼钢（6）之间的间距为7～14mm。
6.根据权利要求1所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，其特征是：所述一类炸药（2）的密度为0.80～0.85g/cm3。
7.根据权利要求1所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，其特征是：所述一类炸药（2）为CE005。
8.根据权利要求1所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，其特征是：所述二类炸药（3）的密度为0.65～0.70g/cm3。
9.根据权利要求1所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，其特征是：所述二类炸药（3）为CE003。
10.根据权利要求1所述的超级奥氏体不锈钢与铬钼钢的爆炸焊接方法，其特征是：所述工业电雷管为八号工业电雷管（1）。
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