CN107971621A - 大面积钛-钢爆炸复合板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了大面积钛‑钢爆炸复合板的制备方法，包括以下步骤：(1)打磨清理基层钢板与复合用的钛板，待结合面使之露出金属光泽；(2)将基层钢板加热至250℃；(3)在钛板上设置第1种炸药和第2种炸药的铺设区域：(4)通过在基层钢板与钛板之间设置支撑物来设定第1种间隙和第2种间隙；(6)按需放置起爆点，进行爆炸复合操作。本发明有效地解决了大面积钛‑钢复合板爆炸复合不贴合的问题，能够生产最大面积为9000mm*4000mm的大面积钛‑钢复合板，其贴合率和剪切强度满足ASTM B‑898《活泼与难容金属复合板》及NB/47002‑2009《压力容器用爆炸焊接复合板》标准第三部分：钛‑钢复合板的要求，满足了国内化工等行业发展的需要。

Description

大面积钛-钢爆炸复合板的制备方法
技术领域
本发明涉及一种大面积钛-钢爆炸复合板的制备方法。
背景技术
钛已经成为在我们的生活中不可缺失的一种金属，但是单纯的使用纯钛及钛的合金成本较大，且容易造成资源上的浪费。因此，工业上使用钛材主要还是使用钛-钢复合板来弥补价格成本较高这一问题。而且随着国内化学工业的发展，设备制造所需对于单件板面积也越来越大，这给爆炸复合带来很大的困难。，对钛-钢复合板的要求也越来越严格，板幅也越来越大，关于钛-钢复合板通过爆炸焊接后不贴合及结合强度较低等问题也随之出现。
由于钛-钢复合板结合强度比不锈钢-钢复合板结合强度低很多，造成钛-钢复合板在后续使用、加工时复合板边缘有脱层现象，出现此现象后只能通过钎接、打铆钉等方式返修或者报废处理。返修无法彻底解决钛、钢分层缺陷，存在安全隐患；报废造成大量成本浪费和工期延误。尤其是大面积钛-钢复合板，爆炸复合率低，边缘结合强度更是不尽人意，常常在后续加工、使用时出现分层。
由于以上种种原因，必须自主创新，研发出一种适用于大面积钛-钢复合板爆炸复合的方法，这对提高生产效率、解决大面积钛-钢复合板不贴合的问题起到重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种大面积钛-钢爆炸复合板的制备方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，大面积钛-钢爆炸复合板的制备方法，包括以下步骤：
(1)打磨清理基层钢板与复合用的钛板，待结合面使之露出金属光泽；
(2)将基层钢板加热至250℃；
(3)在钛板上设置第1种炸药和第2种炸药的铺设区域：
在钛板位于中央的一矩形区域内铺设第1种炸药，且第1种炸药的密度为0.9g/cm，爆速为1900m/s～2000m/s；
在钛板上围绕上述矩形区域的周边区域内铺设第2种炸药，且第2种炸药的密度为0.8g/cm，爆速为2100m/s～2200m/s；
(4)通过在基层钢板与钛板之间设置支撑物来设定2种间隙；第1种间隙是在5000mm*2400mm的矩形区域内设置6mm高度的间隙；第2种间隙是以沿第1种间隙的矩形区域的长度向两端分别延伸2000mm为长度、沿第1种间隙的矩形区域的宽度向两端分别延伸800mm为宽度所构成的矩形区域内设置8mm高度的间隙；
(6)在基层钢板的几何中心设置起爆点，进行爆炸复合操作。
作为优选，第1种炸药和第2种炸药均采用粉状乳化炸药配制而成。
作为优选，在步骤(3)中，矩形区域的长度为3040mm，宽度为6540mm；所述周边区域是以矩形区域长度的两端再分别向外延伸500mm计为长度，且以矩形区域宽度的两端再分别向外延伸1250mm计为宽度。
作为优选，在步骤(6)中，起爆点位置偏离基层钢板的几何中心的距离不得超过500mm。
作为优选，基层钢板的厚度为30～80mm，长度为6500～9000mm，宽度为3000～4000mm；
复合用钛板的厚度为3～7mm，且复合用钛板的长度和宽度均比基层钢板的长度和宽度各增加40mm。
作为进一步优选，基层钢板为锅炉和压力容器用钢板。
更进一步的优选是，基层钢板的型号为Q345R、Q245R、Q370R、15CrMoR。
作为进一步优选，基层钢板为碳素结构钢。
更进一步的优选是，基层钢板的型号为Q235B或Q235A。
作为进一步优选，复合用钛板的型号为TA1。
本发明的有益效果是：
有效地解决了大面积钛-钢复合板爆炸复合不贴合的问题，能够生产最大为9000mm*4000mm的大面积钛-钢复合板，其贴合率和剪切强度满足ASTM B-898《活泼与难容金属复合板》及NB/47002-2009《压力容器用爆炸焊接复合板》标准第三部分：钛-钢复合板的要求，满足了国内化工等行业发展的需要。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明实施例的两种间隙的设置区域示意图。
图2是本发明实施例的两种炸药的铺设区域示意图。
具体实施方式
本实施例是一种9000mm*4000mm的大面积钛-钢爆炸复合板的制备方法，包括以下步骤：
步骤1、打磨清理基层钢板Q345R(下称基板)和复合用钛板TA1(下称复板)，待结合面使之露出金属光泽；
步骤2、基板加热至250℃。
步骤3、配置两种爆速及密度的不同混合炸药；其中炸药1的密度为0.9g/cm，爆速为1900m/s～2000m/s。炸药2的密度为0.8g/cm，爆速为2100m/s～2200m/s；炸药1和炸药2均采用粉状乳化炸药配制而成。
步骤4、按图1所示区域通过在基板与复板之间设置支撑物来设置两种不同的间隙；其中的中央矩形区域为6mm间隙的摆放区域，围绕中央矩形区域的周边区域为8mm间隙的摆放区域；
步骤5、在复板上按图2所示区域分别铺放炸药1和炸药2，其中在中央的矩形区域内铺设炸药1，围绕矩形区域的周边区域内铺设炸药2。
步骤6、按需放置起爆点，进行爆炸复合操作。
本实施例所采用的基层钢板Q345R的厚度为30mm，长度*宽度是9000mm*4000mm。所采用的复合用钛板TA1的厚度为3mm，长度*宽度则为9040mm*4040mm，即在基层钢板的板幅尺寸基础上，在长度和宽度各增加40mm。
更改间隙的目的是改变基板和复板高度，加热基板起到软化基板、减少能量消耗的作用，其目的是根据爆炸复合板的结合机理，加深复合板边缘钛-钢锯齿状咬合深度，增强结合强度。
本实施例的这种钛-钢复合板的制备方法所爆炸复合的大面积钛-钢复合板，其贴合率和剪切强度满足ASTM B-898《活泼与难容金属复合板》及NB/47002-2009《压力容器用爆炸焊接复合板》标准第三部分：钛-钢复合板的要求。
以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.大面积钛-钢爆炸复合板的制备方法，包括以下步骤：
(1)打磨清理基层钢板与复合用的钛板，待结合面使之露出金属光泽；
(2)将基层钢板加热至250℃；
(3)在钛板上设置第1种炸药和第2种炸药的铺设区域：
在钛板位于中央的一矩形区域内铺设第1种炸药，且第1种炸药的密度为0.9g/cm，爆速为1900m/s～2000m/s；
在钛板上围绕上述矩形区域的周边区域内铺设第2种炸药，且第2种炸药的密度为0.8g/cm，爆速为2100m/s～2200m/s；
(4)通过在基层钢板与钛板之间设置支撑物来设定2种间隙；第1种间隙是在5000mm*2400mm的矩形区域内设置6mm高度的间隙；第2种间隙是以沿第1种间隙的矩形区域的长度向两端分别延伸2000mm为长度、沿第1种间隙的矩形区域的宽度向两端分别延伸800mm为宽度所构成的矩形区域内设置8mm高度的间隙；
(6)在基层钢板的几何中心设置起爆点，进行爆炸复合操作。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述第1种炸药和第2种炸药均采用粉状乳化炸药配制而成。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(3)中，所述矩形区域的长度为3040mm，宽度为6540mm；所述周边区域是以矩形区域长度的两端再分别向外延伸500mm计为长度，且以矩形区域宽度的两端再分别向外延伸1250mm计为宽度。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤(6)中，所述起爆点位置偏离基层钢板的几何中心的距离不得超过500mm。
5.根据权利要求1-4任何一项所述的制备方法，其特征在于：所述基层钢板的厚度为30～80mm，长度为6500～9000mm，宽度为3000～4000mm；
所述复合用钛板的厚度为3～7mm，且复合用钛板的长度和宽度均比基层钢板的长度和宽度各增加40mm。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述基层钢板为锅炉和压力容器用钢板。
7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述基层钢板的型号为Q345R、Q245R、Q370R、15CrMoR。
8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述基层钢板为碳素结构钢。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：所述基层钢板的型号为Q235B或Q235A。
10.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述复合用钛板的型号为TA1。
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