[发明专利]爆炸焊接/轧制铜铝复合导电排

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种利用炸药爆炸所产生的能量作为能源，使被焊接的T₂和铝棒表面形成牢固的固相结合的铜铝复合导电材料。属于电力设备行业和爆炸焊接综合技术领域。

背景技术

铜铝复合导电排不仅具有铜的导电性好，导热率高、接触电阻低、外表美观等优点，而且还具有铝的轻质、耐磨、经济等优点。

目前，国内铜铝复合导电材料的生产加工方法主要有：轧制复合法、挤压-拉拔法、火焰钎焊法等。

轧制复合法生产的铜铝复合导电材料在热处理工艺中存在两种缺陷：一是铜铝原子的热运动和扩散使机体金属由点结合变为面结合，从而使结合强度变差，也使复合轧制的残余应力得到消除；二是随着温度的增加铜铝都产生了再结晶，且复合界面加厚，并有硬而脆的金属间化合物生成，导致结合强度和弯曲性能等急剧恶化。挤压-拉拔法生产的铜铝复合导电材料在挤压过程中金属流动不均匀时，容易造成挤压管材沿长度方向内外层壁厚不均匀；容易产生外形波浪、界面呈竹节状甚至硬层及破裂现象。火焰钎焊法生产的铜铝复合导电材料由于热输入量大，变形量很难控制，因而界面结合强度不高，质量差，机械化程度低，劳动条件差。

综上所述，用以上方法大批量生产铜铝复合材料还有寿命短等问题须待解决。而本发明用爆炸焊接加轧制这门特种焊接方法则可以解决以上问题。

目前，尚未有采用爆炸焊接加轧制技术生产的爆炸焊接加轧制铜铝复合导电排的文献报道，采用爆炸焊接加轧制技术生产的爆炸焊接加轧制铜铝复合导电排有以下几个关键技术需要攻克。

1、铜复层较薄，超薄金属复合材料爆炸焊接/轧制装药参数的优化与控制。

2、铜为有色金属，表面容易出现烧蚀、穿孔等缺陷。

3、由于炸药的稀疏波效应，采用立式装药，药厚密度难控制。

发明内容

本专利的是先将铝棒与铜管爆炸复合后，在进行一系列的爆后处理，最后再用油压机和特制型模将复合棒冲压成一定形状及规格。本发明的技术方案：

爆炸焊接加轧制铜铝复合导电排，其生产方法包括：爆前处理、爆炸焊接、冲压成型等工艺。

一、爆前处理：

1、铜管采用专用工具对内圆打磨、抛光。铝棒采用布轮打磨、抛光外圆，使两待结合面露出新鲜的金属层。

2、设计了一木质底座，将铝棒放置在中间，将铜管套在铝棒上并四周留有一样的间隙，在铜管底部放有小木块，控制好铜管与木底座的间隙，有利于排气。

二、爆炸焊接工艺：

1、爆炸焊接炸药的配方。为了保护铜管不被过烧，要选用非常规低爆速炸药。通过多次试验，采用的炸药爆速为2000～2500m/s为最佳。本发明采用乳化炸药为主原料，并添加20％食盐、5％珍珠岩、7％锯粉等物质。

2、采用从上到下药量逐步递减的倒梯式方法装药，使炸药均匀分布，保障复合率。

3、采用新的保护层技术，复管表面保护层为二层油毡，爆炸焊接加轧制后，表面缺陷有明显改善。

三、冲压成型：

将爆后处理完毕的铜铝复合导电棒，采用特制的工装夹具，安放在特制的型模中，冲压成特定的形状及规格。

爆炸焊接加轧制铜铝复合导电排，其结构包括：采用质地轻并且具有优良导电、导热性能的铝棒作为辊芯，与位于其圆周表面的优质导电材料铜管冶金而强固的结合在一起。

使用的包覆层铜管的主要化学成分组成为：

(以质量分数的百分比计)