[发明专利]不锈钢复合板爆炸结合的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种不锈钢复合板爆炸结合的方法，尤其是不锈钢复板10mm—14mm不锈钢复合板爆炸结合的方法。

背景技术

爆炸焊接是一种高能率的加工技术，是一种以炸药的爆轰为能源，将两层或多层相同的或不同的金属材料结合为整体材料（复合板）的材料加工工艺。不锈钢复合板在爆炸焊接过程中，随着复板厚度的增加和复板强度的增加，适合爆炸焊接窗口的爆炸折望角越难形成，造成爆炸结合率低。尤其在起爆位置，炸药由起爆到稳定爆轰传播需要一定的时间和距离，不锈钢复板来不及形成适合的爆炸焊接弯折角就已经与基板发生碰撞，产生起爆区未结合（俗称起爆点），并且一般情况下不锈钢厚度越大，起爆点未结合面积越大。不锈钢厚度小于5mm时，一般为Φ40mm的未结合区，对钢板整体复合率不会造成影响，当不锈钢厚度在5～8mm时，起爆点未结合区达到Φ70mm,不锈钢厚度达到10mm以上时，起爆点未结合区达到Φ300mm甚至更大，严重影响复合板的加工进度、质量、成本。

发明内容

为了克服现有不锈钢复合板爆炸结合的方法的上述不足，本发明提供一种提高不锈钢复合板的爆炸结合率的不锈钢复合板爆炸结合的方法，本复合板爆炸结合的不锈钢复合板结合率达到96% 

本发明的构思是炸药由起爆到稳定爆轰传播需要一定的时间和距离，不锈钢复板来不及形成适合的爆炸焊接弯折角已经与基板发生碰撞，从而产生起爆区未结合。要降低不锈钢复合板起爆区未结合面积，就必须设法尽快形成弯折角并适合爆炸焊接。为达到以上目的，可以采用如下两种办法：1、在不锈钢起爆位置预先加工弯折角； 2、改变起爆方式，在起爆位置迅速形成弯折角，实现不锈钢与基板的焊接。第一种方法从理论角度来说可行，但此工艺实施复杂，不易实现工业化生产，为此本发明采取第二种方法。

不锈钢复合钢板爆炸焊接时，弯折角β的大小从直观上讲，主要取决于两个因素，复、基板间间隙S和在爆轰荷载作用下，复板从静态到获得其能够达到的最高速度间的距离L。既有Sinβ=S/L。由于复、基板间间隙是一个初始工艺参数，爆炸焊接时，一旦S确定，则弯折β只与L有关。

爆炸焊接时，L的大小主要取决于炸药爆炸时不锈钢形成折弯角时爆轰波的传播速度和复板的厚度。一般来讲，随着复板厚度的增加，复板在爆轰荷载作用下所需的能量就越大，即炸药爆炸能量要求越大。

提高爆炸焊接所需炸药能量的主要方法是采用高爆速高密度炸药和炸药聚能效应，使得爆轰产物质点以一定速度沿近似垂直于锥面的方向向轴线汇聚，使能量集中，并且能量的汇聚使能量在轴线处形成更高的压力区。高压迫使起爆区的不锈钢向下折弯并以最快的时间达到稳定爆轰。

在制作内有圆锥的聚能穴时，采用固定模具将起爆位置的主体炸药压实，且使炸药形成一密度的内有圆锥的聚能穴，将炸药的爆轰位能转换成圆锥药包的动能，从而提高聚能作用。通过加工聚能穴，使能量密度高和方向性强。

为了增强聚能作用，在起爆位置添加密度大，爆速高的辅助炸药；内有圆锥的聚能穴装药高度等于药型罩（是指圆锥聚能穴高度）；内有圆锥的聚能穴中圆锥顶角为45°～60°。

本不锈钢复合板爆炸结合的方法起包括下述依次的步骤：

Ⅰ、匹配

将检验符合国家标准及使用技术要求的基板与不锈钢复板按最终成品要求进行组对。（如 Q235作为基板，09Cr18Ni9作为复板）一般复板的长度比基板的长度大80±30mm，复板的宽度比基板宽50±5mm。

Ⅱ  打磨表面

用砂轮或抛光叶轮清除基板与复板爆炸结合面上的氧化物及杂物，基板、复板结合面的表面粗糙度值不大于R_a6.3μm；然后在复合板的与炸药接触面上均匀涂抹一层保护层；保护层可用3^＃钙基润滑脂、水玻璃、沥青或其它油脂。

Ⅲ、铺设炸药

用河砂整理好爆炸结合的基础，铺好基板，清理干净基板上结合面的赃物，并用用铜皮做成的支杆把复板支撑在基板上，复板与基板的间隙为12 mm～18 mm。在复板的周边放置防止炸药散落的药框，把炸药铺在保护层上面，炸药为铵油炸药，炸药爆速稳定在2000m/s～2300 m/之间，密度为0.5g/cm³～0.8g/cm³,（厚度为110±2）mm。

Ⅳ  在炸药制作内有圆锥的聚能穴