SE460527B - Foerfarande foer explosionssvetsning samt metallplaat framstaelld genom foerfarandet - Google Patents

Foerfarande foer explosionssvetsning samt metallplaat framstaelld genom foerfarandet

Info

Publication number
SE460527B
SE460527B SE8604242A SE8604242A SE460527B SE 460527 B SE460527 B SE 460527B SE 8604242 A SE8604242 A SE 8604242A SE 8604242 A SE8604242 A SE 8604242A SE 460527 B SE460527 B SE 460527B
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
layer
intermediate layer
distance
mass
outer layer
Prior art date
Application number
SE8604242A
Other languages
English (en)
Other versions
SE8604242L (sv
SE8604242D0 (sv
Inventor
R Hardwick
Original Assignee
Ici Plc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ici Plc filed Critical Ici Plc
Publication of SE8604242D0 publication Critical patent/SE8604242D0/sv
Publication of SE8604242L publication Critical patent/SE8604242L/sv
Publication of SE460527B publication Critical patent/SE460527B/sv

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K20/00Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/06Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of high energy impulses, e.g. magnetic energy
    • B23K20/08Explosive welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/001Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/001Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces
    • B23K35/002Interlayers, transition pieces for metallurgical bonding of workpieces at least one of the workpieces being of light metal

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Description

460 527 en hastighet av 2500 - 3400 m/sek. För åstadkommande av en lämp- lig vågformig bindning mellan skikten väljes sprängningshastighe- ten och det ursprungliga avståndet mellan skikten så, att en op- timal stötv-nkel uppnås, vilken för aluminium, som drives mot stål, är 14 - 250. I praktiken innebär detta, att ett aluminium- skikt, som drives mot en stålyta, är anordnat vid ett ursprungligt avstånd, som är 1 - 6 gånger tjockleken för det pådrivna skiktet och som vanligen är 30 - 60 mm.
Vid kommersiell utövning av det kända förfarandet för framställ- ning av stål/aluminiumlegeringslaminat är det vanligt att ha ett mellanskikt av väsentligen rent aluminium mellan den utvalda aluminiumlegeringen och stålet, eftersom direkt bindning mellan legeringen och stålet är svår att uppnå genomgående beroende på de ofördelaktiga effekterna av sådana metaller som magnesium, som normalt är närvarande i aluminiumlegeringen. Sådana tre- skiktsmaterial kan framställas genom bindning av de två gräns- ytorna med två separata sprängningar, men vanligtvis bindes båda gränsytorna i ett enda steg med endast en sprängämnesladdning, som vid detonering driver det aluminiumhaltiga skikten mot stålet.
I detta föredragna bindningsförfarande i ett steg placeras från början det rena aluminiummellanskiktet parallellt med en stål- bottenplåt vid det rekommenderade avståndet av 30 - 60 mm och skiktet av aluminiumlegering placeras parallellt med mellanskiktet, åter med ett väsentligt, men mindre avståndsgap av 3 - 6 mm.
Stålbottnen lägges på marken eller på ett stålstäd och ett skikt Sprängämne med en detoneringshastighet av 2500 - 3400 m/sek. placeras över den yttre ytan på aluminiumlegeringsskiktet med en laddning av ca 5 - 10 g/cm2. Vid detonering av sprängämnet deformeras alltmer aluminiumlegeringsskiktet mot det rena aluminiummellanskiktet och bildar en första kollisionsfront, som passerar mellanskiktets yta med sprängämnets detonationshastig- het. Således bildas en första bindning mellan aluminiumlege- ringen och mellanskiktet. Då mellanskiktet är väsentligen själv- bärande 30 - 60 mm ovanför stålplåtar deformeras även detta alltmer för att ge en ytterligare kollisionsfront mellan mellan- skiktet och stålet, varigenom mellanskiktet bindes vid stålskiktet. 460 52"/ Även om de tre skikten bindes genom en enda explosion, sker i själva verket två på varandra följande bindningssteg, som åt- skiljes genom ett tidsintervall av några få mikrosekunder. Då de två bindningarna framställes separat i följd åstadkommer bind- ningsparametrarna för åstadkommande av den första bindningen mellan aluminiumlegeringen och det rena aluminiummellanskiktet dimensionsspänningar på dessa två komponenters tjocklek. För uppnående av en bindning måste ett kollisionstryck i gränsytan uppstå, vilket väsentligt överstiger komponenternas flytgräns.
Detta kollisionstryck är huvudsakligen en funktion av det drivna skiktets impuls- Därvid är aluminiumlegeringsskiktets massa och hastighet faktorer av betydelse. En annan faktor, som styr kollisionstrycket, är det statiska mellanskiktets tröghet, vilken beror på mellanskiktets massa och dess uppbäratde medium. Efter- som mellanskiktet är självbärande ca 30 - 60 mm över stâlskiktets yta, måste mellanskiktets massa och följaktligen dess tjocklek vara väsentlig i förhållande till aluminiumlegeringsskiktet för att säkerställa att kollisionstrycket är tillräckligt för samman- bindning. I praktiken är mellanskiktets tjocklek ca två gånger så stor som tjockleken för det yttre aluminiumlegeringsskiktet.
Detta krav på ett relativt tjockt mellanskikt i jämförelse med det yttre legeringsskiktet innebär (a) att övergångsförbandet uppvisar mindre än den optimala hållfastheten på grund av den disproportionerlkflzstxa tjockleken för det svagare aluminium- mellanskiktet och (b) att det finns en minimal mängd av det ' É starkare aluminiumskiktet tillgänglig för smältsvetsning, vilket kan leda till svårigheter vid efterföljande framställningssteg, där ett utflöde av smält rent aluminium in i ett smält förband kan ofördelaktigt påverka förbandets integritet.
Det är ett ändamål med föreliggande uppfinning att åstadkomma ett förbättrat enstegsförfarande för framställning av metallur- giskt sammanbundna sammansatta metallplåtar, varigenom ett metallbottenskikt, ett yttre metallskikt av annan samarsättning än bottenskiktet och ett metallmellanskikt med annan sammansättning än både bottenskiktet och det yttre skiktet på tillfredsstäl- lande sätt kan sammanbindas för åstadkommande av starkare konstruktionsövergångsförband. 460 527 Det har visat sig, att en sådan sammansatt plåt fördelaktigt kan framställas med ett mycket tunt metallmellanskikt och ett( relativt tjockt yttre skikt, om det tunna mellanskiktet från : början placeras på ett mycket litet avstånd från bottensk' e Ö varvid det yttre skiktet placeras på ett lämpligt större avstånd från mellanskiktet, såsom erfordras för erhållande av erforderlig stötvinkel för sammanbindning. Bottenskiktet kan behöva placeras på ett stöd, vilket kan utgöras av marken, för att säkerställa att den kombinerade massan av bottenskiktet och stödet är till- räckligt stor för åstadkommande av nödvändig tröghet för bindning.
Såsom vid det kända förfarandet placeras sprängämnesskiktet på den yttre ytan av det yttre skiktet och vid detonation av spräng- ämnet deformeras det yttre skiktet för att alltmer kollidera med mellanskiktet. På grund av de respektive proportionerna mellan det yttre skiktet och mellanskiktet blir det yttre skiktets impuls proportionellt större och det tunna mellanskiktets låga massa ger låg tröghet med föga motstånd mot det yttre skiktets framåtgående rörelse. Såsom ett resultat uppstår otillräckligt kollisionstryck för svetsning av de två skikten vid deras ur- sprungliga sammanstötning.
Då det yttre skiktet stöter mot mellanskiktet, deformeras det senare alltmer för att antaga en vinkel, som sammanfaller med den för det deformerade yttre skiktet. Pâ grund av det lilla mellanrummet mellan mellanskiktet och bottenskiktet alstras nu en andra kollisionsfront mellan mellanskiktet och bottenskiktet, nästan omedelbart efter den första kollisionen mellan det yttre skiktet och mellanskiktet. Således fortskrider de två kollisionsfronterna över skiktens yta väsentligen samtidigt, varvid den första kolli- sionsfronten nästan ligger över den andra kollisionsfronten. På grund av bottenskiktets väsentliga massa och stora tröghet alstras nu ett väsentligt kollisionstryck vid båda kollisionsfronterna, vilket samtidigt alstrar en svets vid båda gränsytorna. Ett resultat av betydelse, som uppstår härigenom, är att våglängden vid vardera gränsytan är densamma med vågorna synkrona, medan vågorna vid det tidigare kända förfarandet var osynkrona, varvid 460 527 (II våglängden för gränsytan bottenskikt/mellanskikt var längre än den för gränsytan mellanskikt/yttre skikt.
Det är tydligt, att förfarandet enligt föreliggande uppfinning är fördelaktigt för minimering av tjockleken för mellanskiktet för minskning av dess massa och tröghet. Svetsning av mellan- skiktet och det yttre skiktet förhindras således aktivt vid den första stöten och det uppstår minimalt motstånd och minskning av hastigheten för det yttre aluminiumskiktet vid denna första stöt.
Detta är i direkt kontrast till tidigare känd teknik, som er- fordrar en större tjocklek för mellanskiktet för åstadkommande av nödvändig massa och tröghet för erhållande av tillräckligt kollisionstryck för alstring av en svets omedelbart vid samman- stötning av det yttre skiktet och mellanskiktet. Således är den väsentliga skillnaden mellan förfarandet enligt föreliggande uppfinning och det kända förfarandet att det vid det kända för- farandet bildades två oberoende och på varandra följande svetsar vid användning av ett yttre skikt, som i allmänhet var väsentligt tunnare än mellanskiktet, medan det i föreliggande förbättrade förfarande samtidigt bildas två svetsar med användning av ett tunt mellanskikt och ett mycket tjockare yttre skikt. Föreliggande förfarande ger starkare bindning och starkare övergångsförband.
Föreliggande förfarande har den ytterligare väsentliga praktiska fördelen, att det minskar frekvensen för dålig sammanbindning beroende på vågiga ytor eller icke-plana metallskikt. Vid det tidigare kända förfarandet är sådan brist på planhet speciellt besvärlig vid gränsytan mellan mellanskiktet och det yttre skiktet, där gapviddens variationer, genom att gapet är relativt litet, kan utgöra en betydande del av den nominella gapvidden. Såsom ett resultat är kollisionsfronten i det dynamiska läget ej läflgfe likformig utan fördröjes under en yta med högre gapavstând be- roende på det längre tidsintervallet, som erfordras för att passera det större avståndet före eafnmenetötninq, Qm detta tidsintervall är alltför stort, uppstår en situation, där kolli- sionsfronten på vardera sidan kan nå en yta med mindre gap- avstånd nàgon.tid före ytan med större gapavstånd, vilken yta kan inncßiutas, varigenom en luftbubbla inkapølas under en yta med större gapvidd. Andra faktorer, t.ex. en styvare avstånds- 460 527 hållande anordning av uppbärande material, vilken från början användes för uppnående av gapvidden, kan likaledes öka problemet, om den ligger inom området för större gapvidd. Då denna inkaps- ling uppträder, uppstår adiabatisk sammanpressning, som höjer den inneslutna luftens temperatur till en punkt, där den omgivande metallen smälter och luften kan tränga ut genom den smälta metal- len in i det yttre skiktet. Detta sker ofta, då det yttre skiktet är ett tunt skikt av aluminiumlegering och betecknas vanligtvis såsom en "punktering". Då avståndet mellan mellanskiktet och det yttre skiktet vid föreliggande förfarande är större och det yttre skiktet är väsentligt tjockare och mer styvt, är planhets- variationer följaktligen mindre frekventa, kan regleras lättare och är mindre troliga att förorsaka luftinneslutning. Även om luft skulle inneslutas, är det ej troligt att lufttempëraturen skulle stiga så högt, att hela tjockleken av det yttre skiktet smälter och möjliggör bildning av en "punktering". Den normala planhetsbristen i det tunnare mellanskiktet är ej be- tydelsefull vid föreliggande förbättrade förfarande genom att mellanskiktets vtkontur tvingas till överensstämmelse med den för det tjockare yttre skiktet. Det är därför endast nödvändigt att upprätthålla planhet incm föreskrivna mått, vilka säker- ställer, att gapvariationerna förblir inom föreskrivna gränser.
Kollisionsfronten vid gränsytan bottenskikt/mellanskikt kommer följaktligen att vara lika likformiq som den vid den andra gräns- ytan.
Vid ett förfarande för metallurgisk sammanbindninq av en sammansatt skiktformig metallplåt, som omfattar ett metallbottenskikt, ett yttre metallskikt och ett metall- mellanskikt, varvid skikten har olika sammansättningar och det yttre skiktet och mellanskiktet har en töjning av åtminstone 15 %, vid vilket förfarande skikten från början anordnas väsent- ligen parallella med och åtskilda från varandra, varvid botten- skiktet eventuellt uppbäres av ett stöd och har en massa sådan att den kombinerade massan av bottenskiktet och stödet (om sådant är närvarande) är åtminstone fyra gånger den för den kombinerade massan av det yttre skiktet och mellanskiktet, och ett skikt detonerande sprängämne med en detonationshastighet inom området 1500 - 3500 m/sek anordnas gränsande till den yttre 460 527 ytan på det yttre skiktet och detoneras, varigenom fortgående kollisionsfronter bildas mellan skikten, vilka rör sig med detonationshastigheten, har enligt föreliggande uppfinning mellanskiktet en tjocklek av 0,25 - 4 mm och är från början anordnat med ett avstånd från bottenskiktet, vilket ej över- stiger 6 mm och ej överstiger 8 gånger tjockleken för mellan- skiktet, och har det yttre skiktet en massa, som är åtminstone två gånger massan för mellanskiktet,och är från början skilt från mellanskiktet med ett avstånd, som är 0,5 - 10 gånger tjock- leken för det yttre skiktet och är åtminstone 3 gånger avståndet mellan bottenskiktet och mellanskiktet. Metallerna i metall- skikten kan lämpligen omfatta aluminium och aluminiumlegeringar, stål, titan och/eller silver.
En metallplåt enligt uppfinningen kännetecknas av att den är fram- ställd genom förfarandet enligt uppfinningen.
Uppfinningen är speciellt användbar för framställning av samman- satta plåtar för ovan nämnda övergångsförband, vilka omfattar ett bottenskikt av kolstål eller låqlegerat stål innehållande, mindre än 5 vikt-% legerinqselement, ett yttre skikt av en aluminiumlegering och ett mellanskikt av aluminium. Vid samman- bindningen av en sådan sammansatt plåt i enlighet med upp- finningen är företrädesvis bottenskiktet ett stålskikt, mellan- skiktet ett skikt av aluminium eller aluminiumlegering med en flvtgräns av högst 117 MPa, det yttre skiktet ett skikt av aluminiumlegering med en flytgräns överstigande Il? MPa och har sprängämnet en detonationshastighet inom området 2500 - 3400 m/sek, varvid mellanskiktet har en tjocklek av 0,5 - 3,5 mm och från början är anordnat med ett avstånd från bottenskiktet inom området 1,5 - 3,5 mm, varvid det yttre skiktet från början är skilt från mellanskiktet med ett avstånd, som är l - 6 gånger tjockleken av det yttre skiktet. Lämpligen är det yttre skiktet 7 - 20 mm tjockt och är placerat med ett avstånd av 20 - 50 mm från mellanskiktet.
Aüppfinningen åskådliggöres ytterligare 9efl0m följande beSkriVnin9 av framställningen av metallurgiskt samanbundna skiktformiga 460 527 material, vilken beskrives med hänvisning till åtföljande ritningar, varpå fig. l schematiskt i snitt visa: en sidovy av på varandra lagda metallskikt och ett skikt av sprängämne före en explosionsbindande operation i enlighet med uppfinningen; fig. 2 schematiskt i snitt i större skala visar en del av mate- rialet på fig. l under explosion; fig. 3 schematiskt i snitt visar en sidovy av på varandra lagda metallskikt och ett skikt sprängämne före explosionsbindning enligt ovanstående beskrivning och fig. 4 schematiskt i snitt och i törre skala visar en sidovy av en del av materialet på fig. 3 under explosion, På ritningarna användes samma hänvisningsbeteckningar för be- teckning av samma element.
Såsom visas på fig. l och 2 läqges vid föreliggande förfarande en stålbottenplåt ll på en styv stödplatta (visas ej) och ett tunt mellanskikt l2 av rent aluminium uppbäres av små avstånds- element (visas ej) ovanför stålplattan ll och parallellt därmed med ett litet likformigt gapavstånd 13 mellan mellanskiktet 12 och plattan ll. En plåt 14 av aluminiumlegering, vilken är mycket tjockare än mellanskiktet 12, uppbäres ovanför och parallellt med mellanskiktet 12 med hjälp av avstândselement (visas ej) med ett likformgit gapavstånd lS mellan mellanskiktet 12 och plåten 14, varvid gapet 15 är mycket större än gapet 13. Ett sprängämnes- skikt 16 med en detonationshastighet inom området 2500 - 3400 m/sek placeras på den vttre ytan av plåten 14 av aluminiumlegering.
Då sprängämnet 16 detoneras, deformeras plåten 14 för att alltmer kollidera med gränsskiktet 12 vid en kollisionsvinkel A (fig. 2).
Eftersom mellanskiktet 12 ger föga motstånd mot den deformerade plåtens 14 rörelse, uppstår endast ett litet kollisionstryck vid dmxursprungliga sammanstötningen och ingen sammanbindning sker vid kollisionszonen B (fig. 2). ' 460 527 Efter sammanstötning med legeringsplåten 14 deformeras mellan- skiktet 12 alltmer för att alltmer kollidera med stålplåten 11 vid en vinkel C, som är väsentligen lika stor som vinkeln A, varvid den fortgående kollisionsfronten är nästan sammanfallande med den fortgående kollisionsfronten mellan legeringsplåten l4 och mellanskiktet 12. Stålplåten 10 uppvisar högt motstånd mot rörelsen från plåten 14 och mellanskiktet l2 och det höga kolli- sionstryck, som alstras vid kollisionszonerna B och D, ger sam- tidigt starka vågformiga bindningar E och F av samma våglängd vid gränsytan mellan mellanskiktet 12 och plåten 14 och gränsytan mellan mellanskiktet 12 och plåten 11, På grund av den stora skillnaden mellan flytgräns för aluminium resp. stål har den våg- formiga bindningen F mindre amplitud än den vågformiga bindningen E.
Vid det tidigare kända förfarandet för bildning av ett samman- bundet sammansatt material] vilket förfarande visas på fig. 3 och 4, monteras en stålplåt ll, ett gränsskikt 12 av rent aluminium, en plåt 14 av aluminiumlegering och ett sprängämnesskikt 16 på liknande sätt som på fig. l, utom att gapavståndet l3 mellan stål- plåten ll och gränsskiktet l2 är mycket större än gapet l5 mellan mellanskiktet 12 och aluminiumlegeringen l4 och utom att mellan- skiktet 12 är väsentligt tjockare än plåten 14 av aluminiumlege- ring. Då sprängämnet l6 bringas att detonera, deformeras legerings- plåten l4 för att alltmer kollidera med mellanskiktet 12 vid en kollisionsvinkel A, varvid i detta fall mellanskiktet emellertid har tillräckligt stor massa och tröghet för âstadkommande av tillräckligt högt kollisionstryck för att svetsning skall uppträda, varvid en vågformig bindning E bildas.omedelbart vid kollisions- zonen B. Den sammanbundna sammansatta plåten 14 och mellan- skiktet 12 drives ytterligare mot stålplåten ll och deformeras för att kollidera med plåten ll vid en kollisionsvinkel C, som nu har ett mindre värde än värdet för vinkel A. Denna andra kollisionsfront följer på ett betydande avstånd bakom kollisions- vågformig bindning F vid kollisionszonen D mellan mellanskiktet 12 och stâlplåten ll. Pâ grund av den mindre kollisionvinkeln C 2 har bindningen F en längre våglängd än bindningen E. à E i fronten mellan plåten 14 och mellanskiktet l2 och bildar en 1 I 460 527 10 Utövandet av uppfinningen åskådliggöres genom följande speciella exempel, där alla delar och procent är beräknade på vikten.
Exempel l I detta exempel framställdes en sammansatt skiktformig plåt för övergångsförband med användning av följande material, som från början monterades på det sätt, som visas på fig. l. l. Kolstålsplåt (10) med måtten 855 mm x 550 mm x 12,5 mm motsvarande BS 1501-224-440A och slipad till en ytfinhet bättre än 30 - 48 mikrometer (120 micro-inches CLA). 2. Kommersiellt rent aluminiummellanskikt (12) med måtten 1000 mm x 600 mm x 1,65 mm enligt BS 1470 kvalitet 1200. 3. Aluminiumlegeringsplåt (14) med måtten 1000 mm x 600 mm x 8,25 mm enligt BS 1470 kvalitet 5083. 4. Sprängämnesskikt (16) bestående av 8,8 g/cm2 av en kompo- sition bestående av 80 delar ammoniumnitrat, 20 delar trinitrotoluen och 40 delar natriumklorid, med en detona- tionshastighet av 2750 m/sek lagd över legerinqsplåten 14.
Gapet 13 mellan stålet och mellanskiktet var 3 mm och gapet 15 mellan mellanskiktet och aluminiumlegeringsplåten var 25 mm, varvid gapavståndet erhölls med hjälp av avståndselement av polystyrenskum med ett snitt av 25 x l0 mm, vilka placerades på 250 mm intervall på en kvadratisk uppdelning.
Efter detonering av spränqämnet skars ett snitt genom det bilda- de laminatet i riktning för detonationsvågen. Detta Visäåef att de tre metallskikten var metallurgiskt bundna vid de två gräns- ytorna med vågformiga bindningar, där Vå9OfHa Var SVÛkr0na i de två qränsytorna, varvid våglängden var ca 3 mm. Såsom kunde för- väntas från respektive flytgränser för materialen var vågamplituden vid gränsytan legering/mellanskikt väsentligt större än den vid gränsytan stål/mellanskikt. 460 527 11 En standardprovning med en mejsel driven in i ett sågspâr i vardera gränsytan förorsakade ingen separation av metallskikten, vilket visar, att bindningarna var starkare än det svagare av de två grundmaterialen.
Ett snitt skars genom ett på liknande sätt bundet laminat gjort genom det hittills använda sprängbindningsförfarandet, där de använda materialen var desamma som beskrivits i detta exempel, utom att det rena aluminiummellanskiktet 12 var 8,25 mm tjockt, aluminiumlegeringsplåten och gapet 15 var 5 mm. 14 var 5,0 mm tjock, gapet 13 var l5 mm De vågformiga bindningarna vid de två gränsytorna var bsynkrona, varvid bindningen vid gränsytan legering/mellanskikt hade en våglängd av 3 mm och den vid gräns- ytan stål/mellanskikt hade en våglängd av 5 mm. Övergångsförband skurna från de bundna laminaten framställda i detta exempel i enlighet med uppfinningen var starkare än mot- svarande förband gjorda genom den tidigare använda kommersiella metoden genom den minskade tjockleken för det svagare rena alumi- niummellanskiktet, även om bindningshållfastheterna var väsent~ ligen desamma i förband framställda genom vardera förfarandet.
Exempel 2 Det bundna metall-laminatet framställdes enligt beskrivningen i exempel l, utom att mått och avstånd mellan materialen var: 1) 2) 3) 4) 5) 6) (ll) var 850 mm x 550 mm x 19 mm; (12) var 1000 mm x 600 mm x 2 mm; 14 var 1000 mm x 600 mm x 15 mm; Stâlplât Aluminiummellanskikt Aluminiumlegeringsplåt Gap 13 var 3 mm; Gap 15 var 36 mm och sprängämnet innehöll endast 35 delar natriumklorid och hade en detonationshastighet av 2860 m/sek och sprängämnesladd- ningen var 12,5 g/cmz.
Såsom i exempel l uppvisade det bundna laminatet, som framställts vid detonation av sprängämnet, synkrona vågformiga bindningar med ílika stor våglängd vid de två metallgränsytorna.
Laminatet gav mycket starka övergângsförband.

Claims (10)

10 15 20 35 4@o 527 Patentkrav
1. Förfarande för metallurgisk sammanbindning av en sammansatt skiktformig metallplåt, som omfattar ett metallbottenskikt (11), ett yttre metallskikt (14) och ett metallmellanskikt (12), varvid skikten har olika sammansättningar och varvid det yttre skiktet och mellanskiktet uppvisar en töjning av åtminstone 15 %, vid vilket förfarande skikten från början anordnas väsentligen parallella med och åtskilda från varandra, varvid bottenskiktet valfritt uppbäres på ett stöd och uppvisar sådan massa, att den kombinerade massan av bottenskiktet och stödet (då sådant är när- varande) är åtminstone 4 gånger den kombinerade massan för det yttre skiktet och mellanskiktet, och ett skikt detonerande spräng- ämne (16), som uppvisar en detonationshastighet inom området 1500 - 3500 m/sek, anordnas gränsande till den yttre ytan på det yttre skiktet och detoneras, varigenom fortskridande kollisions- fronter bildas mellan skikten, vilka rör sig vid detonations- hastigheten, k ä n n e t e c k n a t av att mellanskiktet har en tjocklek av 0,25 - 4 mm och från början är anordnat med ett avstånd (13) från bottenskiktet av högst 5 mm och högst 8 gånger tjockleken för mellanskiktet (12) och att det yttre skiktet (14) har en massa, som är åtminstone dubbelt så stor som massan för mellanskiktet (12), och från början är skilt från mellanskiktet med ett avstånd (15), som är 0,5 - 10 gånger tjockleken för det yttre skiktet och är åtminstone 3 gånger avståndet (13) mellan bottenskiktet (11) och mellanskiktet (12). av att
2. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t mellanskiktet (12) är 1,5 - 3,0 mm tjockt.
3. Förfarande enligt krav 1 eller 2, k a n n e t e c k n a t av att avståndet (13) mellan bottenskiktet (11) och mellanskiktet (12) ligger inom området 1,5 - 3,5 mm.
4. Yörfarande enligt något av kraven 1 - 3, k ä n n e t e c k - n a t av att det yttre skiktet (14) är åtminstone 4 gånger så tjocket som mellanskiktet (12).
5. Förfarande enligt något av kraven 1 - 4, k ä n n e t e c k - n a t av att metallskikten (11,12,14) omfattar aluminium, alumi- 10 15 20 25 30 '35 13 460 527 niumlegering, stål, titan och/eller silver.
6. Förfarande enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att bottenskiktet (11) är ett skikt av kolstål eller ett låglegerat stål innehållande mindre än 5 vikt-% legeringselement, att mel- lanskiktet (12) är ett skikt av aluminium eller aluminiumlege- ring med en flytgrëns av högst 117 MPa, att det yttre skiktet (14) är ett skikt av aluminiumlegering med en flytgräns över 117 MPa och att sprängämnet har en detonationshastighet inom området 2500 - 3400 m/sek; varvid gränsskiktet (12) har en tjocklek av 0,5 - 3,5 mm och från början är anordnat med ett avstånd (13) från bottenskiktet inom området 1,5 - 3,5 mm; och varvid det ytt- re skiktet (14) från början är skilt från gränsskiktet (12) med ett avstånd (15), som är 1 - 6 gånger tjockleken för det yttre skiktet (14).
7.. Förfarande enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a t av att det yttre skiktet (14) av aluminiumlegering är 7 - 20 mm tjockt.
8. Förfarande enligt krav 6 eller 7, k ä n n e t e c k n a t av att avståndet (15) mellan mellanskiktet och det yttre skiktet av aluminiumlegering är inom området 20 - 50 mm.
9. Metallurgisk sammanbunden skiktformig metallplåt, som omfattar ett meraiiborzensxikr (11), ett yttre meraiiskikt (14) och ett me- tallmellanskikt (12), varvid skikten har olika sammansättningar och varvid det yttre skiktet och mellanskiktet uppvisar en töjning av åtminstone 15 %, k ä n n e t e c k n a d av att den är fram-6 ställd genom ett förfarande enligt något av kraven 1 - 8, vid vil- ket förfarande skikten från början anordnas väsentligen parallella med och åtskilda från varandra, varvid bottenskiktet valfritt upp- bäres på ett stöd och uppvisar sådan massa, att den kombinerade massan av bottenskiktet och stödet (då sådant är närvarande) är åtminstone 4 gånger den kombinerade massan för det yttre skiktet och mellanskiktet, och ett skikt detonerande sprängämne (16), som uppvisar en detonationshastighet inom området 1500 - 3500 m/sek, I anordnas gränsande till den yttre ytan på det yttre skiktet och 40 mellanskiktet har en tjocklek av 0,2 detoneras, varigenom fortskridande kollisionsfronter bildas mel- lan skikten, vilka rör sig vid detonationshastigheten, varvid 5 - 4 mm och från början är 10 460 527 14 anordnat med ett avstånd (13) från bottenskiktet av högst 6 mm och högst 8 gånger tjockleken för mellanskiktet (12) och det yttre skiktet (14) har en massa, som är åtminstone dubbelt så stor som massan för mellanskiktet (12), och från oörjan är skilt från mellanskiktet med ett avstånd (15), som är 0,5 - 10 gånger tjockleken för det yttre skiktet och är åtminstone 3 gånger avs ståndet (13) mellan bottenskiktet (11) och mellanskiktet (12).
10. Metallplåt enligt krav 9, k ä n n e t e c k n a d av att skikten är metallurgiskt sammanbundna vid sina gränsytor med vågformiga bindningar (E, F), som är synkrona och har lika stor våglängd vid båda gränsytorna.
SE8604242A 1985-10-30 1986-10-06 Foerfarande foer explosionssvetsning samt metallplaat framstaelld genom foerfarandet SE460527B (sv)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB858526786A GB8526786D0 (en) 1985-10-30 1985-10-30 Composite laminar metal plate

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE8604242D0 SE8604242D0 (sv) 1986-10-06
SE8604242L SE8604242L (sv) 1987-05-01
SE460527B true SE460527B (sv) 1989-10-23

Family

ID=10587504

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE8604242A SE460527B (sv) 1985-10-30 1986-10-06 Foerfarande foer explosionssvetsning samt metallplaat framstaelld genom foerfarandet

Country Status (8)

Country Link
US (1) US4756464A (sv)
JP (1) JPS63112085A (sv)
CA (1) CA1273760A (sv)
DE (1) DE3635981C2 (sv)
FR (1) FR2589378B1 (sv)
GB (2) GB8526786D0 (sv)
SE (1) SE460527B (sv)
ZA (1) ZA867578B (sv)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8722151D0 (en) * 1987-09-21 1987-10-28 Ici Plc Expanding metal tube into engagement
SE456805B (sv) * 1987-09-28 1988-11-07 Exploweld Ab Saett att explosionssvetsa legerad aluminium
GB9008273D0 (en) * 1990-04-11 1990-06-13 Ici Plc Manufacture of bi-metallic tube by explosive bonding,hot extrusion and co-extrusion
US5213904A (en) * 1991-11-05 1993-05-25 Explosive Fabricators, Inc. Aluminum/steel transition joint
DE10022595A1 (de) * 2000-05-09 2001-11-15 Linde Ag Plattenwärmetauscher
GB0300014D0 (en) * 2003-01-02 2003-02-05 Hardwick Roy Method of producing explosively bonded interfaces which are waveless when using explosives of higher detonation velocity which normally produce waves
US8393525B2 (en) 2006-06-20 2013-03-12 Infinity IP Commericalization (Israel) Ltd. Method for high pressure/high velocity welding or joining first and second metal workpieces before welding/joining; article of manufacture made thereby
US8196958B2 (en) * 2009-07-27 2012-06-12 International Truck Intellectual Property Company, Llc Light-weight, roll-bonded heavy duty truck frame member
CN102049626A (zh) * 2010-11-26 2011-05-11 西安天力金属复合材料有限公司 一种大面积超厚高性能钛/钢复合管板的制备方法
CN105397266B (zh) * 2015-12-23 2017-10-27 南京工程学院 一种表面剧烈形变预处理稀贵金属复合板的爆炸焊接方法
CN106271017B (zh) * 2016-09-06 2018-09-14 广西大学 一种铝合金-纯铝-钢复合板的爆炸焊接方法
US11084122B2 (en) 2017-07-13 2021-08-10 Ohio State Innovation Foundation Joining of dissimilar materials using impact welding
CN109365982A (zh) * 2018-11-29 2019-02-22 华北水利水电大学 一种铜薄材超声波点焊连接方法
CN109290671A (zh) * 2018-12-14 2019-02-01 安徽宝泰特种材料有限公司 用于钻井平台直升机甲板的过渡垫板的爆炸复合方法
CN110695510A (zh) * 2019-10-18 2020-01-17 中国人民解放军陆军工程大学 一种包覆夹层的钛/铝复合板及其制备方法
CN114559147B (zh) * 2021-04-21 2024-03-12 河南科技大学 一种铜合金复合板材的制备方法
CN115007989B (zh) * 2022-06-23 2024-05-17 宝鸡市钛程金属复合材料有限公司 船用超薄大规格钛钢金属复合板及其制备方法
CN117506185A (zh) * 2023-11-14 2024-02-06 湖南方恒新材料技术股份有限公司 一种低温过渡接头及其制备方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3233312A (en) * 1962-08-03 1966-02-08 Du Pont Explosively bonded product
GB986435A (en) * 1962-10-24 1965-03-17 Ici Ltd Joining clad metal parts
US3583062A (en) * 1968-07-30 1971-06-08 Du Pont Explosion bonding of aluminum to steel
DE2004277A1 (de) * 1969-01-31 1970-08-13 E.I. Du Pont De Nemours And Company, Wilmington, Del. (V.St.A.) Mehrlagiges Verbundwerkstück unähnlicher Metalle
US3728780A (en) * 1970-01-24 1973-04-24 Inst Science And Technology Explosive cladding on geometrically non-uniform metal material
GB1369879A (en) * 1970-12-15 1974-10-09 Nippon Oils & Fats Co Ltd Exploxive welding process
US4612259A (en) * 1981-03-05 1986-09-16 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Titanium clad steel plate
DE3135560A1 (de) * 1981-09-08 1983-05-05 Naučno-proizvodstvennoe ob"edinenie po technologii mašinostroenija CNIITMAŠ, Moskva Explosionsplattierverfahren fuer metallwerkstuecke
JPS60180685A (ja) * 1984-02-28 1985-09-14 Babcock Hitachi Kk クラツド材

Also Published As

Publication number Publication date
FR2589378B1 (fr) 1989-08-18
GB8623039D0 (en) 1986-10-29
GB2182276A (en) 1987-05-13
GB2182276B (en) 1989-04-12
FR2589378A1 (fr) 1987-05-07
DE3635981A1 (de) 1987-05-07
SE8604242L (sv) 1987-05-01
DE3635981C2 (de) 1996-02-22
JPS63112085A (ja) 1988-05-17
ZA867578B (en) 1988-03-30
CA1273760A (en) 1990-09-11
GB8526786D0 (en) 1985-12-04
SE8604242D0 (sv) 1986-10-06
US4756464A (en) 1988-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SE460527B (sv) Foerfarande foer explosionssvetsning samt metallplaat framstaelld genom foerfarandet
US3813758A (en) Explosive welding process
US4842182A (en) Impact welding
EP0324231B1 (en) Improved method of making explosively bonded multi-laminar composite metal plate
US5242098A (en) Method of explosively bonding composite metal structures
CA1329713C (en) Bonding metal components
US3264731A (en) Bonding process
Feng et al. Numerical simulation of explosive welding using Smoothed Particle Hydrodynamics method
CA1296552C (en) Method of explosion welding alloy aluminium
US4807795A (en) Method of making a bimetallic shaped-charge liner
US4391403A (en) Method of explosion-welding rolling billets intended for package rolling
US3798010A (en) Explosion bonded aluminum to steel
US3614827A (en) Process for explosively bonding dissimilar metals
Ege et al. Response surface study on production of explosively-welded aluminum-titanium laminates
RU2243871C1 (ru) Способ сварки взрывом
US3583062A (en) Explosion bonding of aluminum to steel
US20040149806A1 (en) Explosively bonded composite structures and method of production thereof
US3493353A (en) Metal composites with low-melt content bonds
US3439408A (en) Process for initiating explosive and charge therefor
GB1248794A (en) Bonded aluminum/steel composites and method of making same
RU2701699C1 (ru) Способ получения износостойких покрытий на поверхностях пластин из алюминиевого сплава и меди
GB1294522A (en) Multilayered metal composites
EP0194853A3 (en) Explosive bonding method
US3562897A (en) Explosion bonding of tubes
JPH0747229B2 (ja) 爆発圧着の方法

Legal Events

Date Code Title Description
NAL Patent in force

Ref document number: 8604242-1

Format of ref document f/p: F

NUG Patent has lapsed

Ref document number: 8604242-1

Format of ref document f/p: F