專利名稱：Zr-鈦-碳鋼金屬復合板的爆炸焊接方法
技術領域：
本發明涉及的是金屬爆炸復合工藝。
背景技術：
金屬復合板一般由兩部分組成，一是基材即普通碳鋼，二是復材即價格昂貴的合金，如果使用純材不但成本增加，而且將造成國內一些稀有金屬礦產資源的流逝，因此將普通碳鋼和價格昂貴的合金鋼通過爆炸焊接技術制造成金屬復合板使用，它不僅能滿足一定條件下的強度要求，也能滿足特殊場合的耐腐蝕要求。
國內目前生產復合板有兩種形式，一是爆炸復合，另一種就是軋制。爆炸焊接技術是通過炸藥爆轟產生的高壓脈沖載荷,推動一種材料(復材)高速傾斜碰撞另一種材料(基材)，其加載應力遠遠高于金屬材料的屈服強度，加載過程的瞬間性(一般為微量級)，材料受載的局部性，交織發生在作用點的微小的鄰近區域并且高速地移動等方式，實現兩種金屬的冶金結合，結合區呈現為波狀的冶金結合。爆炸焊接又是用炸藥作能源進行金屬間焊接和生產金屬復合材料的一種很有實用價值的高新技術。其最大特點是在瞬間能將金屬組合，簡單、迅速和強固地焊接在一起。與軋制、堆焊、澆鑄等焊接技術相比爆炸焊接技術的優點在于廣泛的材料適應性的可焊性，適用于大多可塑性金屬或合金；尤其是對于大面積金屬的焊接，可以說是唯一的連接方法；不僅適用于相溶性金屬的組合，而且適用于非相溶性金屬的組合，也適用于易產生脆性金屬間化合物的金屬及合金；具有良好的導熱性，低的界面電阻，結合區無熱影響區構成良好的接頭性能，瞬間的熱過程使界面沒有或僅有少量的溶化。
發明內容
本發明的目的是提供一種Zr—鈦一碳鋼金屬復合板的爆炸焊接方法以彌補現有技術之不足。本發明的目的是這樣實現的Zr—鈦一碳鋼金屬復合板的爆炸焊接方法，其特征是包括以下步驟a、基材處理校平,使鋼板不平度< 5mm/m ;且整版面< IOmm/全長或全寬；管板用板面不平度< I. 5mm/m ;且整版面< 2. 5mm/全長或全寬；再將鋼板放平,使用砂輪進行打磨，清除表面雜物，使表面光潔、平整，表面粗糙度為Ral2. 5μπι，再進行拋磨光潔；b、復材處理保證zr板、鈦板和碳鋼板的板面不平度< 5mm/m ;且整版面彡IOmm/全長或全寬；管板用板面不平度< I. 5mm/m ;且整版面< 2. 5mm/全長或全寬；再放平，使用砂帶或葉輪順長度打磨光潔；C、涂刷及配對zr板、鈦板和碳鋼板涂刷上復材保護劑；d、爆炸復合將碳鋼板放平，zr板在其上平行放置，在zr板外表面均勻放置炸藥，通過雷管引爆，炸藥的爆速為I. 8X 103-2. 2X 103m/s、猛度為6_10mm、密度為O. 6g/cm3-0. 85g/cm3,在高制動壓力下，zr板和碳鋼板的表面就牢牢的粘接在一起；e、二次爆炸復合將一次復合后的板放平，鈦板在其上平行放置，在鈦板外表面均勻放置炸藥，通過雷管引爆，炸藥的爆速為1.8X 103-2. 2X 103m/s、猛度為6_10mm、密度為
O.6g/cm3-0. 85g/cm3,在高制動壓力下,鈦板和碳鋼板的另一表面就牢牢的粘接在一起；f、后續處理將爆炸復合后的鋼板經過補焊、校平、切邊、機械拋光后即得成品。所述的Zr—鈦一碳鋼金屬復合板的爆炸焊接方法，其特征是在作復材處理時，zr板和鈦板的厚度彡5mm時,周邊應開槽。 所述的Zr—鈦一碳鋼金屬復合板的爆炸焊接方法,其特征是當zr板和鈦板的尺寸過小時，在作復材處理之前進行拼焊進行拼接。所述的Zr—鈦一碳鋼金屬復合板的爆炸焊接方法，其特征是所述的復材保護劑為水玻璃，其濃度(° Be)為16-20。有益效果本發明通過的方法，能夠有效的將zr板和鈦板與普通鋼板復合，從而在保證復合鋼板具有zr和鈦所有的優點的前提下，擁有了需要的強度，從而節約了昂貴金屬的使用量。同時本方法提供的產品具很高的焊接質量，保證長期穩定使用不會脫落。下面通過實施例對本發明作進一步描述
具體實施例方式實施例基材下料工藝鋼板應該有質量證明書，標志清楚；材料有超聲檢測要求的鋼板，應按照要求經超聲檢測合格；材料的鋼號、規格、材料檢驗編號應與質量跟蹤卡一致。按投料規格尺寸劃線，劃線時應該保證鋼板四邊尺寸線的夾角為直角。鋼板的長度和寬度偏差為0-5mm,對角線誤差不大于3_。檢查鋼板的表面質量，如果發現鋼板表面有質量缺陷時應及時處理合格。按劃線進行氣割剪切，允許留適量的修磨余量，剪切后清理毛刺和熔渣，切割面與鋼板面應該垂直。平整光潔。不得有結疤、鋸齒狀、凹坑等缺陷，當出現上述缺陷時，允許修磨以達到切割表面平整。鋼板板面不平度彡5mm/m或整版面> IOmm/全長(寬)時應該進行校平,經校平后鋼板板面的不平度應< 且整版面< IOmm/全長(寬)。復合管板用鋼板板面不平度彡I. 5mm/m或整版面> 2. 5mm/全長(寬)時應該進行校平，經校平后鋼板板面的不平度應< I. 5mm/m,且整版面< 2. 5mm/全長(寬)。復材下料工藝檢查zr板和鈦板的材質、規格。如果zr板和鈦板需要拼接時，其拼接要求如下zr板和鈦板的寬度需要拼接時，原則上zr板和鈦板的拼接寬度尺寸> 300mm,當不能滿足時，拼接寬度最小尺寸應> 250mm ;zr板和鈦板的長度需要拼接時，zr板和鈦板的拼接焊縫位置應SL/4中心線位置(L為zr板或鈦板長度)。組裝點焊應采用與產品施焊同型號、規格的焊條，每隔IOOmm點焊一點，點焊長度約4-6mm。再打磨和拋光焊縫。放卷前清理滾式平板機，剪板機等設備內、外的雜物和塵土。并擦拭滾式平板機的輥筒，若手感不光滑時要用細紗布打磨光滑，放卷時應用木棒傳送，防止zr板和鈦板表面劃傷。剪板按劃線進行剪切，保留劃線，再清除毛刺。等離子切割按劃線切割，保留劃線，清除熔渣，并用砂輪打磨割口銳角。當zr板和鈦板厚度> 5mm時，周邊應開槽因為復材在復合的時候，在強大沖擊力的作用下，復材的邊緣在剪切力的作用下會被剪切脫落，那復材和基材的端面就會平齊，當復材的厚度較大時，剪切力不足以達到要求，就會影響復合板的邊緣質量，為了達到效果，就可以在設定位置開槽以便順利脫落。槽在刨床或車床上加工；如果用碳弧氣刨開槽，應盡量保證槽口尺寸。氣刨前應涂防飛濺涂料，氣刨后應砂磨兩側的飛濺物及氧化物。 校平zr板和鈦板的板面不平度彡5mm/m或且整版面> IOmm/全長(寬)時應校平，經校平后板面的；不平度< 5mm/m ;且整版面< IOmm/全長(寬)；復合管板用板面復合管板用鋼板板面不平度> I. 5mm/m或整版面> 2. 5mm/全長(寬)時應該進行校平，經校平后鋼板板面的不平度應< I. 5mm/m,且整版面< 2. 5mm/全長(寬)。基材打磨工藝碳鋼板復合表面的打磨面要均勻，不允許有氧化皮、麻點。凹坑等缺陷，而且要保證鋼板厚度。粗打磨用36號砂輪片(鋼板厚度< 60mm時)或24號砂輪片(鋼板厚度彡60mm時)，粗打磨時發現氧化皮、麻點、凹坑及打磨不均勻時，應及時處理后再進行打磨；粗打磨后后應及時清除打磨表面的磨屑。氧化皮、積塵等雜物。精打磨用60號砂輪片，精打磨后應及時清除打磨表面的鐵屑、積塵等雜物；精打磨后的打磨面平整、光潔。其表面粗糙度Ral2. 5 μ m打磨后的鋼板板面用不銹鋼絲輪均勻的進行拋磨光潔。復材打磨工藝zr板和鈦板的打磨采用砂帶或葉輪順長度方向打磨光潔，如果zr板和鈦板表面有缺陷需要打磨時可采用砂帶進行打磨。打磨要均勻，不允許出現氧化皮、麻點、凹坑等缺陷，要補zr板和鈦板的厚度。打磨后應及時清除打磨表面的磨屑、積塵等雜物。打磨后的zr板和鈦板復材表面應平整，呈現金屬光澤。復材保護劑涂刷工藝將zr板、鈦板和碳鋼板進行配對，再將zr板和鈦板表面涂刷水玻璃，其濃度(° Be)為16-20，涂水玻璃的泡沫刷或者噴槍必須保持干凈。爆炸復合前，應該嚴格控制基材和復材之間的間歇，確保復合質量。爆炸復合將碳鋼板放平，zr板在其上平行放置，在zr板外表面均勻放置炸藥，通過雷管引爆，炸藥的爆速為 I. 8 X 103-2. 2 X 103m/s、猛度為 6_10mm、密度為 O. 6g/cm3-0. 85g/cm3,在高制動壓力下，zr板和碳鋼板的表面就牢牢的粘接在一起；二次爆炸復合將一次復合后的板放平，鈦板在其上平行放置，在鈦板外表面均勻放置炸藥，通過雷管引爆，炸藥的爆速為I. 8X 103-2· 2Χ 103m/s、猛度為6-10_、密度為O. 6g/cm3-0. 85g/cm3,在聞制動壓力下,欽板和碳鋼板的另一表面就牢牢的粘接在一起；補焊復合后鋼板表面缺陷深度不超過復合板公差之半的缺陷應予以打磨平滑；超過超過復合板公差之半的缺陷應予以補焊。在待補焊區周圍IOOmm范圍內刷上防飛濺涂料，在碳弧氣刨方向上，除采用防飛濺涂料外，還應作防飛濺隔板，不允許氣刨時的飛濺物損傷板表面。用碳弧氣刨將未結合部分的復層去掉，然后用砂輪將氣刨表面的周圍打磨干凈，并將基層磨去O. 5-lmm,周圍磨出 50-60度斜角。然后按照《不銹鋼復合鋼板焊接工藝守則》之規定施焊，復層補焊之后應采用Φ2. 5_焊條及小電流沿熔合線接一圈，以減小熔合線處的凹陷。補焊后補焊處先用砂輪粗磨平整，然后用沙帶拋光，最后補焊處及周圍IOOmm范圍內，應經UT和PT檢查合格。校平、切邊工藝復合板的復層向上在七輥校平機或三輥卷板機上來回輥壓校平，達到要求后劃線，再按劃線剪切(復合板厚度< 20mm)或等離子切割(復合板厚度> 20mm);復合板四(圓)周邊切割面與板面應垂直，且復合板四(圓)周邊切割面應平整、光滑，不得有結疤、鋸齒狀、凹坑等缺陷，如果有上述缺陷允許修磨以達到要求。機械拋光工藝使用葉輪對復合板復層表面進行拋光后即得成品，拋光后復層表面的連續磨紋必
須一致。
權利要求
1.Zr—鈦一碳鋼金屬復合板的爆炸焊接方法，其特征是包括以下步驟 a、基材處理校平，使鋼板不平度<5mm/m ;且整版面< IOmm/全長或全寬；管板用板面不平度< I. 5mm/m ;且整版面< 2. 5mm/全長或全寬；再將鋼板放平，使用砂輪進行打磨，清除表面雜物，使表面光潔、平整，表面粗糙度為Ral2. 5μπι，再進行拋磨光潔； b、復材處理保證zr板、鈦板和碳鋼板的板面不平度<5mm/m ;且整版面< IOmm/全長或全寬；管板用板面不平度< I. 5mm/m ;且整版面< 2. 5mm/全長或全寬；再放平,使用砂帶或葉輪順長度打磨光潔； C、涂刷及配對zr板、鈦板和碳鋼板涂刷上復材保護劑； d、爆炸復合將碳鋼板放平，zr板在其上平行放置，在zr板外表面均勻放置炸藥，通過雷管引爆，炸藥的爆速為I. 8X 103-2· 2Χ 103m/s、猛度為6-10_、密度為O. 6g/cm3-0. 85g/cm3,在高制動壓力下，zr板和碳鋼板的表面就牢牢的粘接在一起； e、二次爆炸復合將一次復合后的板放平，鈦板在其上平行放置，在鈦板外表面均勻放置炸藥，通過雷管引爆，炸藥的爆速為I. 8X 103-2. 2X 103m/s、猛度為6_10mm、密度為O. 6g/cm3-0. 85g/cm3,在高制動壓力下,鈦板和碳鋼板的另一表面就牢牢的粘接在一起； f、后續處理將爆炸復合后的鋼板經過補焊、校平、切邊、機械拋光后即得成品。
2.如權利要求I所述的Zr—鈦一碳鋼金屬復合板的爆炸焊接方法，其特征是在作復材處理時，zr板和鈦板的厚度≥5mm時,周邊應開槽。
3.如權利要求I所述的所述的Zr—鈦一碳鋼金屬復合板的爆炸焊接方法，其特征是當zr板和鈦板的尺寸過小時，在作復材處理之前進行拼焊進行拼接。
4.如權利要求I所述的所述的Zr—鈦一碳鋼金屬復合板的爆炸焊接方法，其特征是所述的復材保護劑為水玻璃，其濃度(° Be)為16-20。
全文摘要
本發明涉及的是一種Zr-鈦-碳鋼金屬復合板的爆炸焊接方法，其特征是包括以下步驟基材處理、復材處理、涂刷及配對、爆炸復合、補焊、熱處理、后續處理。本發明提供的方法，能夠有效的將鋯板與普通鋼板復合，從而在保證復合鋼板具有鋯板所有的優點的前提下，擁有了需要的強度，從而節約了昂貴金屬的使用量。同時本方法提供的產品具有很高的焊接質量，保證長期穩定使用不會脫落。
文檔編號B23P15/00GK102962634SQ20121034447
公開日2013年3月13日 申請日期2012年9月7日 優先權日2012年9月7日
發明者王典燦 申請人:四川驚雷科技股份有限公司