CN108161211A - 一种铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的爆炸焊接方法 - Google Patents

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梁汉良
向俊庠
马占国
陈培见
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Abstract

本发明设计了一种铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的爆炸焊接方法，对普通金属箔板和铁基金属玻璃箔尺寸进行加工和表面处理，将清洁后的铁基金属玻璃箔用粘接剂粘在飞板的下方，飞板与基板之间通过支架和粘接剂平行固定；在飞板上方铺设一层防护材料；取蜂窝铝材料与粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药；将蜂窝结构炸药平行放置在防护材料上方；将雷管安置于炸药端部，并接入远端的起爆器，起爆炸药，实现铁基金属玻璃箔与普通金属箔板的焊接；保证了爆炸焊接装药密度的均匀性，使爆轰更为稳定高效；噪声小，减少了对周围环境的污染，更加环保。

Description

一种铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的爆炸焊接方法
技术领域
本发明涉及一种焊接方法，具体是指一种铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的爆炸焊接方法。
背景技术
铁基金属玻璃作为一种新型的材料，在电力、能源、环境等方面应用广泛。铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的复合可有效地将材料的优异属性结合，使之在工程上得到更为广泛的应用。爆炸焊接技术作为一种特殊的冷焊技术，其最大的优点在于可以实现异种金属的大面积复合。许多性能差异大的金属组合，如铝、铜、镁、钛、钢等相互之间是很难用常规方法焊接的。常规焊接由于工艺和设备的限制，很难实现材料之间的大面积复合。传统的爆炸焊接装药时，普遍是将炸药人工铺洒在复板之上，无法保障粉状炸药密度和均匀性，导致炸药爆速不稳定，易造成产品合格率低；同时绝大部分能量以冲击波形式在空气中释放，噪声污染严重，且产生巨大振动，影响周围生活及生态环境；而且目前爆炸焊接的思路仍然是利用大药量使金属之间实现冶金结合的原始方法，大药量必然导致能量利用率低。传统的装药方法不仅炸药的能量利用率极低，成本增加，而且加剧了环境污染，其高噪低效的缺点也限制了该产业的发展，所以，寻求一种节能环保、爆炸速度稳定，炸药能量利用率高的铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的爆炸焊接方法成为这个社会急需解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有技术中焊接不能实现异种金属的大面积复合，传统焊接时爆炸速度不稳定、炸药能量利用率低，成本较高以及造成环境污染等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的爆炸焊接方法，包括普通金属箔板和铁基金属玻璃箔，所述普通金属玻璃箔包括飞板和基板，所述飞板、铁基金属玻璃箔与基板从上到下依次设置，焊接步骤步骤如下：
(1)对普通金属箔板和铁基金属玻璃箔尺寸进行加工，对普通金属箔板表面处理，对于宽度较宽的铁基金属玻璃箔，可直接进行表面处理，对于宽度较窄的铁基金属玻璃箔，则需先采取编织的方式，将其制成较大面积的结构，再对表面处理；除去氧化物、油污等，以保证焊接界面的清洁，有利于爆炸焊接的实现，防止在焊接的固结件中产生夹杂、不结合区。
(2)将清洁后的铁基金属玻璃箔用粘接剂粘在飞板的下方，飞板与基板之间通过支架和粘接剂平行固定；
(3)在飞板上方铺设一层防护材料，防护材料保护飞板。
(4)取蜂窝铝材料与粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药；采用专用的蜂窝结构来填塞炸药，其装药高度可由蜂窝空腔的高度决定，同时对专用粉状乳化炸药施加一定约束，保证了爆炸焊接装药密度的均匀性，使爆轰更为稳定高效。
(5)将步骤(4)中制造好的蜂窝结构炸药平行放置在防护材料上方；
(6)将雷管安置于炸药端部，并接入远端的起爆器，起爆炸药，实现铁基金属玻璃箔与普通金属箔板的焊接。
进一步地，所述步骤(2)中的表面处理是指对普通金属箔板进行打磨处理，对铁基金属玻璃箔进行清洁处理；保证焊接面的清洁
进一步地，所述步骤(5)中的粉状乳化炸药是指玻璃微球的质量分数为5％～30％，密度约为0.4～1.1 g/cm3，爆速约为2200～3000m/s,炸药高度约为1～30mm的炸药。
进一步地，所述步骤(1)中普通金属箔板的材质为铝板、铜板或钛板材质。
进一步地，所述步骤(1)中的铁基金属玻璃箔包括单层铁基金属玻璃箔、多层铁基金属玻璃箔和条带状铁基金属玻璃箔。
采用以上结构后，本发明具有如下优点：本发明一种铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的爆炸焊接方法采用专用的蜂窝结构来填塞炸药，其装药高度可由蜂窝空腔的高度决定，同时对专用粉状乳化炸药施加一定约束，保证了爆炸焊接装药密度的均匀性，使爆轰更为稳定高效；噪声小，减少了对周围环境的污染，更加环保；通过调整玻璃微球质量分数可有效控制炸药的爆速，实现铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的有效焊接；对于宽度较窄的条带状铁基金属玻璃箔，采用独特的编织结构，实现其与多层金属箔板的焊接。将铁基金属玻璃箔与普通金属箔板之间进行焊接，可有效的增强复合材料的强度，同时对复合材料重量影响不大；成本低廉，能量利用率高，降低了工业成本，提高了效率，结构简单，易于操作。
附图说明
图1为单层铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的爆炸焊接示意图；
图2为多层铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的焊接示意图；
图3为宽度较窄的条带状铁基金属玻璃箔的编织结构示意图。
如图所述：1、雷管，2、蜂窝结构粉状乳化炸药，3、防护材料，4、普通金属箔板，4-1、飞板，4-2、基板，5、铁基金属玻璃箔，5-1、单层铁基金属玻璃箔，5-2、多层铁基金属玻璃箔，6、砧板。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明一种铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的爆炸焊接方法，具体实施例如下：
实验例1：普通金属箔板铝板作为飞板4-1，铜板作为基板4-2，铝板4-1、单层铁基金属玻璃箔5-1、铜板4-2三种材料，通过爆炸焊接的方式复合在一起。首先对材料尺寸进行加工，对铝板4-1(200mmx150mm x5mm)和铜板4-2(200mmx150mmx5mm)待焊表面进行打磨，对单层铁基金属玻璃箔5(250mmx170mm x0.05mm)进行表面处理，保持焊接面清洁。将清洁后的单层铁基金属玻璃箔5-1用粘接剂粘在铝板4-1 的下方，铝板4-1与铜板4-2之间通过支架和粘接剂平行固定。将固定好的待复合板置于砧板6上面，在铝板4-1上方铺设一层防护材料3，起到保护铝板4-1的作用。取1～2mm厚的蜂窝铝材料以及玻璃微球质量分数为20％的粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药，将制好的蜂窝结构炸药平行放置在防护材料3上方。雷管1安置于炸药端部，并接入远端的起爆器。起爆炸药，实现铝板4-1、铁基金属玻璃箔5、铜板4-2三种材料的焊接。
实验例2：普通金属箔板铝板作为飞板4-1，普通金属箔板铜板作为基板4-2，铝板4-1、将铝板4-1，多层铁基金属玻璃箔5-2、铜板4-2三种材料，通过爆炸焊接的方式复合在一起。首先对材料尺寸进行加工，对铝板4-1(200mmx150mmx5mm)和铜板4-2(200mmx150mmx5mm)待焊表面进行打磨，对铁基金属玻璃箔5-2(250mmx170mmx0.05mm)进行表面处理，保持焊接面清洁。将清洁后的多层铁基金属玻璃箔5-2用粘接剂粘在铝板4-1的下方，铝板4-1与铜板4-2之间通过支架和粘接剂平行固定。将固定好的待复合板置于砧板上面，在铝板4-1上方铺设一层防护材料3，起到保护铝板4-1的作用。取1～ 2mm厚的蜂窝铝材料以及玻璃微球质量分数为20％的专用粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药，将制好的蜂窝结构炸药平行放置在防护材料3上方。雷管1安置于炸药端部，并接入远端的起爆器。起爆炸药，实现铝板4-1、多层铁基金属玻璃箔5-2、铜板4-2三种材料的焊接。
实验例3：将普通金属箔板5铜板作为飞板4-1，普通金属箔板钛板作为基板4-2，将铜板4-1、条带状铁基金属玻璃箔5、钛板4-2三种材料，通过爆炸焊接的方式复合在一起。首先对材料尺寸进行加工，对铜板(150mmx100mmx5mm)和钛板4-2(150mmx100mmx5mm)待焊表面进行打磨，对条带状的铁基金属玻璃箔5进行表面处理，保持焊接面清洁，然后采用编织的方式制成较大面积的平面结构(180mmx 120mmx0.1mm)，如附图2所示。将制好的编织结构的铁基金属玻璃箔5用粘接剂粘在铜板4-1的下方， 4-1铜板与钛板4-2之间通过支架和粘接剂平行固定。将固定好的待复合板置于砧板6上面，在铜板4-1 上方铺设一层防护材料3，起到保护铜板4-1的作用。取1～2mm厚的蜂窝铝材料以及玻璃微球质量分数为 20％的专用粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药，将制好的蜂窝结构炸药平行放置在防护材料3上方。雷管1 安置于炸药端部，并接入远端的起爆器。起爆炸药，实现铜板4-1、条带状铁基金属玻璃箔5、钛板4-2 三种材料的焊接。
本发明的原理如下：首先通过雷管起爆炸药，引爆后的炸药以稳定的爆速沿飞板爆轰，爆轰产物将飞板4-1加速到一定速度，然后将铁基金属玻璃箔5与普通金属箔板4压实复合，实现铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的焊接。
本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例(外)，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的爆炸焊接方法，其特征在于，包括普通金属箔板和铁基金属玻璃箔，所述普通金属玻璃箔包括飞板和基板，所述飞板、铁基金属玻璃箔与基板从上到下依次设置，焊接步骤步骤如下：
(1)对普通金属箔板和铁基金属玻璃箔尺寸进行加工，对普通金属箔板表面处理，对于宽度较宽的铁基金属玻璃箔，可直接进行表面处理，对于宽度较窄的铁基金属玻璃箔，则需先采取编织的方式，将其制成较大面积的结构，再对表面处理；
(2)将清洁后的铁基金属玻璃箔用粘接剂粘在飞板的下方，飞板与基板之间通过支架和粘接剂平行固定；
(3)在飞板上方铺设一层防护材料；
(4)取蜂窝铝材料与粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药；
(5)将步骤(4)中制造好的蜂窝结构炸药平行放置在防护材料上方；
(6)将雷管安置于炸药端部，并接入远端的起爆器，起爆炸药，实现铁基金属玻璃箔与普通金属箔板的焊接。
2.根据权利要求1所述的一种铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的爆炸焊接方法，其特征在于：所述步骤(2)中的表面处理是指对普通金属箔板进行打磨处理，对铁基金属玻璃箔进行清洁处理。
3.根据权利要求1所述的一种铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的爆炸焊接方法，其特征在于：所述步骤(5)中的粉状乳化炸药是指玻璃微球的质量分数为5％～30％，密度约为0.4～1.1g/cm3，爆速约为2200～3000m/s,炸药高度约为1～30mm的炸药。
4.根据权利要求1所述的一种铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的爆炸焊接方法，其特征在于：所述步骤(1)中普通金属箔板的材质为铝板、铜板或钛板材质。
5.根据权利要求1所述的一种铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的爆炸焊接方法，其特征在于：所述步骤(1)中的铁基金属玻璃箔包括单层铁基金属玻璃箔、多层铁基金属玻璃箔和条带状铁基金属玻璃箔。
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