CN107999951B - 不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种不锈钢‑钢爆炸复合板的制备方法，用于避免爆炸复合板出现波纹粗大的缺陷，包括以下步骤：(1)准备基层钢板、复层用的不锈钢钢板和支撑物；(2)制作卡具；(3)配置2种炸药：(4)摆放基层钢板和不锈钢钢板，在基层钢板和不锈钢钢板之间以摆放支撑物设置2种间隙；(5)检查基层钢板和不锈钢钢板之间的间隙，超出爆炸工艺规定的均使用卡具予以矫正；(6)铺设炸药：(7)起爆点放置在不锈钢钢板的几何中心，进行爆炸复合操作。本发明的制备方法爆炸复合得到的不锈钢‑钢复合板不会出现波纹粗大的缺陷，最小剪切强度τb≥210Mpa，除雷管阴影区外，贴合率达到100％。

Description

不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法
技术领域
本发明涉及一种能够避免爆炸复合板波纹粗大缺陷的不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法。
背景技术
不锈钢-钢复合板作为新型的工业产品，材质和厚度可以自由组合，以满足不同用户的需求，不锈钢——钢复合板不仅具有不锈钢的耐腐蚀性，又具有碳钢良好的机械强度和加工性能。不锈钢复合板作为一种资源节约型的产品，减少贵重金属的消耗，大幅度降低工程造价。实现低成本和高性能的完美结合，有良好的社会效益，且已经广泛应用于石油、化工、盐业、水利电力等行业。不锈钢已经成为在我们的生活中不可缺失的一种金属，但是单纯的使用不锈钢的成本较大，且容易造成资源上的浪费。因此，工业上使用不锈钢材主要还是使用不锈钢——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。
爆炸复合板是通过爆炸时产生的高温、高压使两种材料产生锯齿咬合而达到原子间结合，这是爆炸复合板的工艺特点所决定的，锯齿状咬合的深浅通常被称为结合面波纹的粗细，即咬合深度较深的被称为结合面波纹粗大，简称波纹粗大。波纹粗大受多方因素影响，如炸药种类、敷药高度、板材平整度、间隙高度(基、复板距离)等。随着爆炸复合技术的提高，爆炸复合时炸药种类、敷药高度、间隙高度等工艺参数已经逐渐成熟，然而随着单块爆炸复合板的板幅增大，不锈钢复层平整度的控制难度大大增加，复层平整度差直接改变了爆炸工艺中间隙高度这一主要参数，其结果就是造成结合面波纹粗大。波纹粗大从一方面说不影响复合板的机械性能，从另一方面说波纹粗大影响射线检测的平片结果，为避免此种情况的发生，结合面波纹粗大常常被当做缺陷进行返修，造成大量工时和材料的浪费，也大大降低了生产效率。
由于以上种种原因，研发出一种适用于不锈钢爆炸复合且不产生波纹粗大的爆炸复合方法具有重要意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够避免爆炸复合板波纹粗大缺陷的不锈钢-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，不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法，能够避免爆炸复合板出现波纹粗大的缺陷，包括以下步骤：
(1)准备基层钢板、复层用的不锈钢钢板和支撑物；其中基层钢板的板幅尺寸等于复合板的板幅尺寸，即长度为L、宽度为W的矩形，且不锈钢钢板的长度与宽度均比基层钢板小50mm；
(2)制作卡具；卡具由一长竖边与一短竖边分别与一底边两端连接构成，且长竖边至短竖边的间距＝基层钢板厚度+支撑物高度+不锈钢钢板厚度，要求卡具成型后坚固不易变形；
(3)配置2种炸药：第1种炸药的密度为0.9g/cm3，爆速为1900m/s～2000m/s；第2种炸药的密度为0.8g/cm3，爆速为2100m/s～2200m/s；
(4)摆放基层钢板和不锈钢钢板，在基层钢板和不锈钢钢板之间以摆放支撑物设置2种间隙；第1种间隙是在基层钢板或不锈钢钢板的长度两端分别向内宽度为d的区域、以及在基层钢板或不锈钢钢板的宽度两端分别向内宽度为e的区域均为6mm；第2种间隙是由6mm间隙所在区域所围合成的中间的矩形区域中的间隙全部设置为8mm；
(5)检查基层钢板和不锈钢钢板之间的间隙，超出爆炸工艺规定的均使用卡具予以矫正；
(6)铺设炸药：在不锈钢钢板的几何中心按以下公式设置一椭圆形分界线，在椭圆形内摆放第2种炸药，其铺设高度为34mm；在椭圆形的外围至整个不锈钢钢板的区域摆放第1种炸药，铺设高度为40mm；两种炸药的铺设高度是内低外高，且两种不同高度的炸药在椭圆形分界线处内外200mm范围内平滑过渡，不能有明显的阶梯存在；
a≈0.375W，b≈0.375L
上式中，a，b分别为椭圆的长短轴，W为不锈钢钢板的宽度，L为不锈钢钢板的长度；且，b+e＝0.5W，a+d＝0.5L；
(7)起爆点放置在不锈钢钢板的几何中心，进行爆炸复合操作。
作为优选，在步骤(3)中，炸药配置完成后要求在3个小时之内使用。
作为优选，不锈钢和钢之间的抗剪切强度≥210Mpa。
作为优选，不锈钢钢板的厚度为2～6mm，其材质型号为S31603。
本发明的有益效果是：
本发明的制备方法爆炸复合得到的不锈钢-钢复合板不会出现波纹粗大的缺陷，并且满足NB/T47002.1-2009《压力容器用爆炸焊接复合板》标准第一部分：不锈钢-钢复合板的要求，最小剪切强度τb≥210Mpa，除雷管阴影区外，贴合率达到100％。
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是本发明实施例的卡具的结构示意图。
图1中标记：401-长竖边，402-底边，403-短竖边。
图2是本发明实施例的间隙摆放示意图。
图3是本发明实施例的卡具的使用示意图。
图3中标记，1-复板，2-支撑物，3-基板，4-卡具。
图4是本发明实施例的炸药铺放示意图。
图4中标记：L为不锈钢钢板的长度，W为不锈钢钢板的宽度，a，b分别为椭圆长短轴，a＝0.375W，b＝0.375L，b+e＝0.5W，a+d＝0.5L
具体实施方式
一种能够避免爆炸复合板出现波纹粗大缺陷的不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法，包括以下步骤：
(1)准备基层钢板、复层用的不锈钢钢板和支撑物；其中基层钢板的板幅尺寸等于复合板的板幅尺寸，即长度为L、宽度为W的矩形，且不锈钢钢板的长度与宽度均比基层钢板小50mm，不锈钢钢板的厚度为3mm，其材质型号为S31603。
(2)制作卡具4，卡具由一长竖边401与一短竖边403分别与一底边402两端连接构成如图1所示的形状，其中长竖边至短竖边的间距＝基层钢板厚度+支撑物高度+不锈钢钢板厚度，要求卡具成型后坚固不易变形；
(3)配置2种炸药：第1种炸药的密度为0.9g/cm3，爆速为1900m/s～2000m/s；第2种炸药的密度为0.8g/cm3，爆速为2100m/s～2200m/s；
(4)摆放基层钢板和不锈钢钢板，在基层钢板和不锈钢钢板之间以摆放支撑物设置2种间隙；所述第1种间隙是在基层钢板或不锈钢钢板的长度两端分别向内宽度为d的区域、以及在基层钢板或不锈钢钢板的宽度两端分别向内宽度为e的区域均为6mm；第2种间隙是由6mm间隙所在区域所围合成的中间的矩形区域中的间隙全部设置为8mm(图2)；
(5)检查基层钢板和不锈钢钢板之间的间隙，超出爆炸工艺规定的均使用卡具予以矫正(图3)；
(6)铺设炸药：在不锈钢钢板的几何中心按以下公式设置一椭圆形分界线，在椭圆形内摆放第2种炸药，其铺设高度为34mm；在椭圆形的外围至整个不锈钢钢板的区域摆放第1种炸药，铺设高度为40mm；两种炸药的铺设高度是内低外高，且两种不同高度的炸药在椭圆形分界线处内外200mm范围内平滑过渡，不能有明显的阶梯存在(图4)；
a≈0.375W，b≈0.375L
上式中，a，b分别为椭圆的长短轴，W为不锈钢钢板的宽度，L为不锈钢钢板的长度；且，b+e＝0.5W，a+d＝0.5L；
(7)起爆点放置在不锈钢钢板的几何中心，进行爆炸复合操作。
上述步骤(3)的炸药配置完成后要求在3个小时内使用。
本实施例适于复层厚度在2mm～6mm的不锈钢板材。以上述方法爆炸复合得到的不锈钢-钢复合板波纹粗大的欠缺得到有效改变，并且满足NB/T47002.1-2009《压力容器用爆炸焊接复合板》标准第一部分：不锈钢-钢复合板的要求，经检测，不锈钢和钢之间的最小剪切强度τb≥210Mpa，除雷管阴影区外，贴合率达到100％。
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 (4)

1.不锈钢-钢爆炸复合板的制备方法，能够避免爆炸复合板出现波纹粗大的缺陷，其特征在于包括以下步骤：
(1)准备基层钢板、复层用的不锈钢钢板和支撑物；其中基层钢板的板幅尺寸等于复合板的板幅尺寸，即长度为L、宽度为W的矩形，且不锈钢钢板的长度与宽度均比基层钢板小50mm；
(2)制作卡具；所述卡具由一长竖边与一短竖边分别与一底边两端连接构成，且长竖边至短竖边的间距＝基层钢板厚度+支撑物高度+不锈钢钢板厚度，要求卡具成型后坚固不易变形；
(3)配置2种炸药：第1种炸药的密度为0.9g/cm3，爆速为1900m/s～2000m/s；第2种炸药的密度为0.8g/cm3，爆速为2100m/s～2200m/s；
(4)摆放基层钢板和不锈钢钢板，在基层钢板和不锈钢钢板之间以摆放支撑物设置2种间隙；所述第1种间隙是在基层钢板或不锈钢钢板的长度两端分别向内宽度为d的区域、以及在基层钢板或不锈钢钢板的宽度两端分别向内宽度为e的区域均为6mm；第2种间隙是由6mm间隙所在区域所围合成的中间的矩形区域中的间隙全部设置为8mm；
(5)检查基层钢板和不锈钢钢板之间的间隙，超出爆炸工艺规定的均使用卡具予以矫正；
(6)铺设炸药：在不锈钢钢板的几何中心按以下公式设置一椭圆形分界线，在椭圆形内摆放第2种炸药，其铺设高度为34mm；在椭圆形的外围至整个不锈钢钢板的区域摆放第1种炸药，铺设高度为40mm；两种炸药的铺设高度是内低外高，且两种不同高度的炸药在椭圆形分界线处内外200mm范围内平滑过渡，不能有明显的阶梯存在；
a≈0.375W，b≈0.375L
上式中，a，b分别为椭圆的长短轴，W为不锈钢钢板的宽度，L为不锈钢钢板的长度；且，b+e＝0.5W，a+d＝0.5L；
(7)起爆点放置在不锈钢钢板的几何中心，进行爆炸复合操作。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(3)中，炸药配置完成后要求在3个小时之内使用。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，不锈钢和钢之间的抗剪切强度≥210Mpa。
4.如权利要求1-2任何一项所述的制备方法，其特征在于，所述不锈钢钢板的厚度为2～6mm，其材质型号为S31603。
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