[发明专利]一种铜-铝复合材料的爆炸焊接方法

说明书

 

技术领域

本发明属于金属材料爆炸复合技术领域，具体涉及一种铜-铝复合材料的爆炸焊接方法。

背景技术

爆炸焊接技术（习惯称爆炸复合）是以炸药为能源，通过炸药爆轰效应将一种材料（复层）高速碰撞另一种材料（基层），实现两种金属的冶金结合，结合区呈现为波状的冶金结合。金属爆炸复合材料广泛的应用于电子电力、航空航天、船舶制造、海洋工程、石油化工、金属冶炼、核工业等行业和领域。目前，金属薄板爆炸焊接技术不成熟，焊接产品复合率低、不均匀、易分层、起鼓、形成旋涡状。

发明内容

本发明的目的是提供一种铜-铝复合材料的爆炸焊接方法，焊接复合率高，复合均匀，无分层、起鼓、漩涡等现象。

本发明提供的铜-铝复合材料的爆炸焊接方法，将铝制复板4通过支撑物5平行置于铜制基板6之上，在复板4上面铺垫橡胶缓冲层3，二号岩石硝铵炸药布放在橡胶缓冲层3上面，基板6放置于橡胶垫层7上面，中细砂基础8位于橡胶垫层7下面，通过爆炸焊接得到铜-铝复合材料；所述复板4和基板6厚度为0.5-1mm；所述支撑物5高度为2-4mm；所述橡胶缓冲层3厚度为2-3mm；所述橡胶垫层7厚度为3-5mm；所述二号岩石硝铵炸药布放方式为：距离雷管5-6cm半径范围内装药量为2.2-2.5g/cm²，其余区域装药量为1.4-1.8g/cm²，根据板材不同厚度进行调整。

作为改进，所述支撑物5包括至少三个间距机构，使得基板和复板相互平行；所述至少三个间距机构或者选自B型间距机构，或者选自C型间距机构，或者选自A型和B型间距机构，或者选自B型和C型间距机构；所述A型间距机构为圆柱形实心结构；所述B型间距机构为环形结构，在环形侧壁开有≥2个透气孔；所述C型间距机构由两侧支撑臂连接而成，在每侧的支撑臂底端设有支撑脚。

本发明设置橡胶缓冲层和橡胶垫层的作用为：利用橡胶材质富有弹性、且有一定韧性的特质，在受到外界压力时产生压缩，降低炸药爆轰效应对材料的直接冲击和爆轰波在材料中的传递速度，并在一定程度上实现应力的均匀分布；同时，垫层可以保护基板，使之不被基础部分内的坚硬颗粒破坏。利用本发明方法生产的铜铝复合板可以实现焊接复合率100%，复合均匀，无分层、起鼓、漩涡等现象。

附图说明

附图1为本发明爆炸焊接方法示意图。

附图2为A型间距机构。

附图3为B型间距机构。

附图4为C型间距机构。

其中，1为炸药、2为雷管、3为橡胶缓冲层、4为复板、5为支撑物、6为基板、7为橡胶垫层、8为中细砂基础。

具体实施方式

本发明支撑物优选使用如图2-4所示的间距机构，间距机构的组合排列使得基板和复板相互平行，并且控制爆炸焊接过程中因支撑物而在基板和复板之间产生空隙的可能性。优选A型间距机构高度为0.8-1.2mm，直径为2-3mm；优选B型间距机构高度为2-4mm，外径为2.5-3.5mm，内径为1.5-2mm；优选C型间距机构高度H为2-4mm，两侧支撑臂夹角α为10-20°，支撑脚水平设置且长度M为1-3mm，支撑臂和支撑脚厚度N为0.5-1mm，纵向宽度L为2-4mm。间距机构可以采用多个组合，例如多个B型，或多个C型，或A型+B型的叠合，或B型+C型的叠合等。支撑物材质与复板相同，高度根据不同厚度进行调整。

以下结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。

实施例1

将基板紫铜（厚度1mm、宽度500mm、长度500mm）和复板铝板（牌号为1060、厚度为1mm、宽度500mm、长度500mm）用钢丝轮打磨干净，去氧化层并完全露出金属光泽。在药盒里按1.7g/cm²均匀布置好炸药，其中一端的中央位置布置雷管2，雷管周围半径6cm范围内按2.2g/cm²布置炸药，炸药为二号岩石硝铵炸药；药盒平放在2mm厚橡胶缓冲层3上面；缓冲层3与复板4直接接触；复板4与基板6平行布置，中间放置铝制支撑物5，支撑物高度为3.5mm；基板6平放置于3mm厚的橡胶垫层7上方；垫层7下方为20cm厚的中细砂基础8（如附图1）。起爆工业雷管，即可生产成型铜铝复合板。此方法生产的铜铝复合板焊接复合率100%、复合均匀、无分层、起鼓、漩涡等现象。

实施例2