[发明专利]一种具有普适性的金属箔爆炸焊接方法

说明书

本发明公开了一种具有普适性的金属箔爆炸焊接方法。该方法包括结构炸药和多功能防护装置，其中结构炸药包括炸药、波阻抗层和胶体水层三层结构，在炸药上表面布置波阻抗层达到抑制反射拉伸波的目的，波阻抗层上方再布置胶体水层以约束爆轰产物的向上运动，降低炸药临界厚度并在爆炸过程中抑制粉尘、噪音污染。该多功能防护装置包括热牺牲层、强度层以及波阻抗层，由上至下依次分布紧密贴合，针对爆炸过程中产生的热和应力波进行防护，避免爆炸之后金属箔表面出现烧蚀、褶皱及裂纹等缺陷。

技术领域

本发明属于金属复合板的制造领域，特别涉及到一种具有普适性的金属箔爆炸焊接方法

背景技术

爆炸焊接是一种通过炸药爆轰驱动复板与基板发生高速斜碰撞，产生高速金属射流清理金属表面杂质，最终使基复板生成冶金结合的固态焊接技术。作为一种特殊的固态焊接技术，爆炸焊接因其强大的异种金属结合能力被广泛应用于生产各种金属复合板材，其制备的复合材料不仅界面结合强度高，还能最小化焊接影响区的形成，在海洋工程、航空航天、石油化工等领域有着广泛的应用。

近年来，理论和实践证明用传统爆炸焊接技术生产的金属复合材料，其复层厚度不能小于1mm。对于厚度小于1mm的薄层金属板材，由于其质量相对较小和易碎的特点以及传统工艺炸药较高的临界厚度，在爆炸过程中持续的高温高压影响下，炸药爆轰产生的过剩能量造成的界面熔融以及金属箔表面的烧蚀、裂纹、褶皱等缺陷难以避免。

目前，针对金属箔的爆炸焊接问题，中国专利CN202011236548.8公开了一种钨箔爆炸焊接的方法；中国专利CN202111588371.2公开了一种真空环境下薄复层爆炸焊接复合板制备方法。然而，前者只适用于一些具有高强度、高熔点的特定材料；而后者因工艺过于复杂而不具备应用价值。

发明内容

本发明的目的是：提供一种金属箔爆炸焊接方法，解决金属箔爆炸焊接所需的低能量要求与传统工艺炸药超高的临界厚度之间的矛盾，以及金属箔的易碎性和爆炸及碰撞过程中强破坏性之间的矛盾。在提高炸药的能量利用率，降低成本的同时，吸收爆炸产生的粉尘，抑制噪音，达到环保的目的。

本发明的技术方案是：

本发明首先设置结构炸药，并在炸药和金属箔之间布置一套多功能防护层，对爆炸焊接过程中产生的热和应力波进行防护，根据金属组合确定爆炸焊接参数，根据爆炸焊接参数制定相应的爆炸焊接装配方案，根据装配方案装配爆炸焊接装置，进行爆炸焊接，得到完整的复合板。

其中，结构炸药和多功能防护层里，结构炸药从上至下依次为胶体水层、波阻抗层、炸药，多功能防护层从上至下依次为热牺牲层、波阻抗层和强度层。

其中，结构炸药和多功能防护层中的波阻抗层，其材料波阻抗需要大于金属箔的波阻抗；热牺牲层材料为塑料类制品、纸质材料、树脂类材料；强度层材料为；胶体水层由高分子吸水性树脂与水混合而成，其中，高分子吸水性树脂含量为99％，水含量为1％。

其中，操作方法步骤为，将基板、金属箔按一定间隙支撑布置在地基上，金属箔上方依次布置强度层、波阻抗层、热牺牲层、炸药、波阻抗层、胶体水层，各层之间紧密贴合，在炸药一端布置雷管，引爆实现爆炸焊接得到金属箔复合板。

本发明的优点是：1)简化金属箔爆炸焊接方法工艺流程，扩大金属箔材料选用范围，开拓金属箔爆炸焊接方法应用领域；2)避免了金属箔表面的烧蚀、裂纹、褶皱等缺陷，提高金属箔爆炸焊接方法的良品率；3)减少爆炸焊接工艺中炸药的用量，减少了生产成本；4)减轻了噪音以及粉尘污染，相对于传统工艺更加环保。

附图说明

说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。

图1是本发明的爆炸焊接示意图。