CN216138287U - 一种高强度轻量型钛-铝合金爆炸焊接结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高强度轻量型钛‑铝合金爆炸焊接结构，它包括铝合金板和钛板，所述铝合金板的下端面接触连接有地基，所述铝合金板的上端面设置有间隙支撑，所述间隙支撑的上端面设置有钛板，所述钛板的上端面设置有药框，所述药框的内部设置有炸药和雷管，所述间隙支撑的结构为空心圆柱体，竖直放置在铝合金板的上端面，所述间隙支撑的侧面上设置有通孔，所述通孔水平设置，所述雷管设置在药框的边部，所述药框的上端开口，内部平铺有炸药，且炸药的上端保持水平，厚度均匀，所述间隙支撑呈矩阵方式排列在铝合金板的上端面，相邻之间的距离不小于300mm；本实用新型具有焊接牢固、高强度和轻质的优点。

Description

一种高强度轻量型钛-铝合金爆炸焊接结构

技术领域

本实用新型属于焊接的技术领域，具体涉及一种高强度轻量型钛-铝合金爆炸焊接结构。

背景技术

随着国家越来越多重大科技项目的实施，传统的单一金属材料很难满足其较为苛刻的服役条件，而爆炸焊接异种金属复合材料能够充分发挥两种材料的优势，同时降低生产成本，应用前景广阔。爆炸焊接复合法是利用炸药爆炸时产生的高强化学能驱动覆板高速碰撞基板来实现覆材与基材的冶金结合。由于爆炸焊接时为固相结合，在结合界面处钛和铝原子发生了微量的扩散，在很大程度上抑制了金属间化合物的产生，从而形成高强度的波状结合界面。

钛板具有熔点高、比强度高、抗腐蚀性能强等特性，铝材具有的轻质、导电传热好等优点，将两者结合起来，形成的钛-铝合金复合板具有两者的综合性能，可广泛应用于电子产业、航空航天、船舶制造、轨道交通、石油化工、海洋工程等领域，现有技术中铝合金板和钛板之间的焊接结构较为复杂，且焊接不牢固。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种焊接牢固、高强度和轻质的高强度轻量型钛-铝合金爆炸焊接结构。

本实用新型的目的是这样实现的：一种高强度轻量型钛-铝合金爆炸焊接结构，它包括铝合金板和钛板，所述铝合金板的下端面接触连接有地基，所述铝合金板的上端面设置有间隙支撑，所述间隙支撑的上端面设置有钛板，所述钛板的上端面设置有药框，所述药框的内部设置有炸药和雷管。

所述间隙支撑的结构为空心圆柱体，竖直放置在铝合金板的上端面。

所述间隙支撑的侧面上设置有通孔，所述通孔水平设置。

所述雷管设置在药框的边部。

所述药框的上端开口，内部平铺有炸药，且炸药的上端保持水平，厚度均匀。

所述间隙支撑呈矩阵方式排列在铝合金板的上端面，相邻之间的距离不小于300mm。

本实用新型的有益效果：本实用新型的优点在于钛-铝合金复合板既保持了钛熔点高，耐磨抗蚀性好，强度高的特点，又具有铝合金良好的塑性和延展性。同时钛-铝合金复合板也兼有成本和性能的双重优势，质量轻、比强度和比模量高，在达到工业生产和应用标准的基础上降低了成本，是一种高强度轻量型功能材料，其他有益效果在具体实施例中详细说明。

附图说明

图1是本实用新型一种高强度轻量型钛-铝合金爆炸焊接结构的结构示意图。

图2是图1中爆炸后的结构示意图。

图3是图1中间隙支撑的摆放示意图。

图4是图3中间隙支撑的结构示意图。

图5是图4的另一种实施例。

图中：1、铝合金板；2、钛板；3、药框；4、炸药；5、雷管；6、间隙支撑；7、地基；8、通孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同，本说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是用于限制本实用新型，本说明书所使用的术语如“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合；此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例

如图1-5所示，一种高强度轻量型钛-铝合金爆炸焊接结构，它包括铝合金板1和钛板2，所述铝合金板1的下端面接触连接有地基7，所述铝合金板1的上端面设置有间隙支撑6，所述间隙支撑6的上端面设置有钛板2，所述钛板2的上端面设置有药框3，所述药框3的内部设置有炸药4和雷管5，所述间隙支撑6的结构为空心圆柱体，竖直放置在铝合金板1的上端面，所述间隙支撑6的侧面上设置有通孔8，所述通孔水平设置，所述雷管5设置在药框3的边部，所述药框3的上端开口，内部平铺有炸药4，且炸药4的上端保持水平，厚度均匀，所述所述间隙支撑6呈矩阵方式排列在铝合金板1的上端面，相邻之间的距离不小于300mm。

本实施例中的所述基板厚度为6mm～16mm的铝合金(3003、3A21、5083、6013、6061等)，复板的厚度为1.2mm～4mm工业纯钛(TA1、TA2)。采用的工艺步骤为：基复板表面处理、爆炸复合、消应力热处理、裁边精整、校平、机加工、性能检测；炸药4爆炸后，强力将钛板2和铝合金板1进行焊接，间隙支撑6为焊料，挤压融化后，将钛板2和铝合金板1焊接在一起，间隙支撑6可以为多个板状，也可以为框形结构，框形结构的时候，侧面设置有通孔，用于内部空气的排出。

1.在具体操作的时候，基、复板表面处理采用机械打磨的方式将铝合金板1和钛板2待复合表面进行处理，显现出新鲜的母材金属本体，表面无凹坑、划伤等缺陷，并用酒精或丙酮将擦拭干净。钛和铝在常温下较为活泼，易被氧化，需将板材置于干燥清洁的环境中，且在12h之内使用。

2.爆炸复合

将制备好的复板放置在基板之上，两层板之间留有一定的间隙。然后在复板上铺设一层炸药4，利用炸药4爆炸时产生的瞬时超高压和超高速冲击能实现金属层间的冶金焊接结合，爆炸焊接装置如图1所示。

3.消应力热处理

为了提高钛-铝结合界面的质量，改善其加工性能，将爆炸后的复合板进行消应力处理，热处理温度为：150℃～200℃，保温时间：2-6h。

4.裁边精整

热处理后，切除钛-铝合金复合板边界效应和未结合区域。

5.校平

通过压力机和辊式校平机进行复合板校平处理，平整度达到整板2mm。

6.机加工

利用数控加工中心对钛-铝合金复合板构进行精加工，满足使用工况要求，钛-铝合金爆炸焊接结构如图2所示。

7.性能检测

(1)结合率的检测

参照NB/T 47013.3-2015标准，对复合板应进行超声检测，扫查方式采用100％扫查，复合板结合率为100％。

(2)弯曲性能检测

参照GB/T 6396-2008和GB/T 232-2010标准，对复合板进行弯曲性能检测，钛-铝合金结合界面无裂纹。

8.拉脱强度检测

参照GB/T 6396-2008和GB/T 228-2010标准，对复合板进行拉脱强度检测。

9.剪切强度

参照GB/T 6396-2008标准，对复合板进行剪切强度检测。

具体实施方式是对本实用新型的进一步说明而非限制，对本领域普通技术人员来说在不脱离本实用新型实质内容的情况下对结构做进一步变换，而所有这些变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (1)

1.一种高强度轻量型钛-铝合金爆炸焊接结构，它包括铝合金板(1)和钛板(2)，其特征在于：所述铝合金板(1)的下端面接触连接有地基(7)，所述铝合金板(1)的上端面设置有间隙支撑(6)，所述间隙支撑(6)的上端面设置有钛板(2)，所述钛板(2)的上端面设置有药框(3)，所述药框(3)的内部设置有炸药(4)和雷管(5)，所述间隙支撑(6)的结构为空心圆柱体，竖直放置在铝合金板(1)的上端面，所述间隙支撑(6)的侧面上设置有通孔（8），所述通孔水平设置，所述雷管(5)设置在药框(3)的边部，所述药框(3)的上端开口，内部平铺有炸药(4)，且炸药(4)的上端保持水平，厚度均匀，所述间隙支撑(6)呈矩阵方式排列在铝合金板(1)的上端面，相邻之间的距离不小于300mm。

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