本發明屬于特征金屬加工技術領域，涉及一種三層金屬材料單次爆炸成型的復合方法。
背景技術：
隨科技的發展，新材料在工業科技中的應用越來越廣泛。爆炸金屬復合材料越來越被廣泛應用于石油、冶金、機械、航空航天、海洋工程、核電等工業領域。
爆炸復合板是將制備好的復板放置在基板之上，然后在復板上鋪設一層炸藥，利用炸藥爆炸時產生的瞬時超高壓和超高速沖擊能實現金屬層間的固態冶金結合。目前爆炸復合板生產的復合材料有兩層及兩層以上，但目前均為單次爆炸單層，如需兩層以上復合材料，均需進行逐一單層復合。對于復合材料有特殊要求或材料本身焊接特性需進行三次復合的，逐一單層爆炸復合生產工序多、效率底、制造成本高。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有的技術存在的上述問題，提供一種三層金屬材料單次爆炸成型的復合方法，本發明所要解決的技術問題是如何實現三層金屬材料單次復合成型。
本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種三層金屬材料單次爆炸成型的復合方法，其特征在于，爆炸成型用的板材有基板、復板一和復板二，本復合方法包括如下步驟：
a、地基的布置：在開闊地的平整硬實地面上鋪墊一層厚度在200mm～500mm的細沙層，形成用于爆炸成型的炮臺；對炮臺的要求是：松軟適宜、有一定強度，且能緩沖，因為整個爆炸焊接過程在瞬間完成，高強度、高壓力的作用在炮臺上，需要炮臺具有較好的強度，防止爆炸焊接過程中板材出現受力不均造成變形較大或局部炸裂；同時，也需要對板材進行緩沖，以緩解板材在爆炸過程中的沖擊力，提高板材焊接位置的平整度和均勻度，也能提高工藝處理過程中的安全性；本方法中地基采用的是潰塌式的承載方式，細沙層受沖擊力后向外圈潰塌，符合爆炸焊接的要求。
b、復板的疊合：將基板置于所述地基上，將所述復板一和復板二一次疊放在所述基板上，在復板一和基板之間、復板二和復板一之間均勻設置若干支撐體；支撐體的作用是：為復板一和復合板二之間、基板和復板一之間提供一定的加速空間，在受到高溫高壓沖擊時，支撐體被形成的金屬射流沖刷出或在高溫高壓的作用下融化在兩種板材結合面之間。
c、炸藥的安置：制作一個與復板二外廓相同的藥框，將藥框放置在復板二的上方，在藥框與地基之間設置若干根支撐棒將藥框固定，將配方炸藥按工藝參數要求均勻平鋪在所述藥框內；整個爆炸過程極短，藥框和支撐棒的作用只是臨時固定配方炸藥，防止炸藥流漏等。
d、雷管的安插：在配方炸藥指定位置插入雷管，安插雷管處增加一定藥量作為起爆藥，并將雷管固定，雷管引線牽引至安全區域；雷管用于引燃配方炸藥，保障配方炸藥瞬間完成爆炸，防止出現假燃、未燃等情況，保障作業的安全。
e、點火引爆：點燃引線將雷管引爆，配方炸藥地毯式引燃完成三層金屬材料復合。
f、后續處理：對爆炸焊接后的復合板進行無損檢測，對復合板的雷管區域進行修復，達到工藝技術要求，通過熱處理、校平、無損檢測、切割達到目標產品尺寸和技術要求，最后進行表面處理，形成成品復合板。
在上述的一種三層金屬材料單次爆炸成型的復合方法中，所述復板一外廓尺寸大于所述基板的外廓尺寸，所述復板二的外廓尺寸等于或大于所述復板一的外廓尺寸。這樣的設置主要是降低或消除爆炸時的邊緣效應對產品板的不良影響。
在上述的一種三層金屬材料單次爆炸成型的復合方法中，所述支撐體為銅或鋁或鈦或銅鈦合金或銅鋁合金或鋁鈦合金。根據板材的特性選擇不同材料的支撐體，要求是：滿足產品性能不受支撐體影響，支撐體能夠與對應板材融合。
在上述的一種三層金屬材料單次爆炸成型的復合方法中，所述支撐體的厚度為0.10mm～0.25mm。
在上述的一種三層金屬材料單次爆炸成型的復合方法中，所述藥框為纖維板或紙質板材制成。爆炸過程中，藥框瞬間化為灰燼殘渣，其成本和制造難易程度，是選材的主要標準，纖維板和紙質板材具有易彎折成型，操作方便、成本低等優點。
在上述的一種三層金屬材料單次爆炸成型的復合方法中，所述支撐體包括一個套筒和位于套筒下方的底座。在實際操作過程中，支撐體的形狀還可以是v型、n型、w型，其中帶有套筒和底座的支撐體具有結構強度高、穩定性強、融合效果好、體積縮小為傳統支撐體的1/3，在超聲波探傷中不會顯示缺陷波等優點。
在上述的一種三層金屬材料單次爆炸成型的復合方法中，所述支撐體在基板和復板一之間的分布行列間距為300mm～500mm；所述支撐體在復板一和復板二之間的分布與基板和復板一之間上下對應一致。
實際生產過程中的數據統計表明，使用該方法對三層金屬材料進行單次爆炸成型的成功率高達98％以上，少量失敗操作，是由于配方炸藥的用量與復板一或復板二的厚度未能達到協調比例，致使復板一或復板二輕度變形，造成支撐體支撐高度不一致，導致爆炸瞬間排氣不暢，在結合面融化現象。
盡管如此，該方法復合三層金屬材料在配方炸藥的用量上幾乎只需要原方法的一半，相比傳統方法，熱處理、拋光、校平和來回運輸半成品的次數均減半，大大提高了生產效率，降低了生產成本；
金屬板厚重、尺寸較大，進行一次野外爆炸焊接需要大量的人力和財力，三層金屬材料單次復合成型，減少了人力成本，減少了對爆炸場地附近居民的噪聲污染和環境污染，特種金屬材料的生產利于工業發展，受到石油、冶金、機械、航空航天、海洋工程、核電、多晶硅等工業領域的急切需求，是一個國家未來發展領域、軍工業領域和重型制造業的重要支撐，跟隨節能環保、優質高效的大趨勢，強國強工。
附圖說明
圖1是本發明中各個板材和部件疊放、裝配的示意圖。
圖中，1、基板；2、復板一；3、復板二；4、殷實的地面；5、支撐體；6、藥框；7、支撐棒；8、雷管；9、炮臺；10、配方炸藥。
具體實施方式
以下是本發明的具體實施例并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明并不限于這些實施例。
如圖1所示，爆炸成型用的板材有基板1、復板一2和復板二3，本復合方法包括如下步驟：
a、殷實的地基4布置：在開闊地的平整硬實地基上鋪墊一層厚度在200mm～500mm的細沙層作為炮臺9，形成用于爆炸成型的地基4；對地基4和炮臺9組合要求是：高強度、能緩沖，因為整個爆炸焊接過程在瞬間完成，高強度、高壓力的作用在地基4和炮臺9上，需要地基4具有較好的強度，炮臺9有一定的緩沖作用，防止爆炸焊接過程中板材出現變形和錯位；同時以緩解板材在爆炸過程中的沖擊力，提高板材焊接位置的平整度和均勻度，也能提高工藝處理過程中的安全性；本方法中采用的是潰塌式的承載方式，炮臺9受沖擊力后向外圈潰塌，符合爆炸焊接的要求。
b、復板的疊合：將基板1置于地基4上，將復板一2和復板二3一次疊放在基板1上，在復板一2和基板1之間、復板二3和復板一2之間均勻設置若干支撐體5；支撐體5的作用是：為復板一2和復合板二之間、基板1和復板一2之間提供均勻的受力點，在收到高溫高壓沖擊時，支撐體5破壞貼合面的平整，兩種板材之間的貼合面相互滲透、交雜、融合。
c、炸藥的安置：制作一個與復板二3外廓相同的藥框6，將藥框6放置在復板二3的上方，在藥框6與地基4之間設置若干根支撐棒7將藥框6固定，將配方炸藥10平鋪在藥框6內；整個爆炸過程極短，藥框6和支撐棒7的作用只是臨時固定配方炸藥10，防止炸藥流漏等。
d、雷管8的安插：在配方炸藥10上插入雷管8，將雷管8固定在藥框6上，雷管8引線牽引至安全區域；雷管8用于引燃配方炸藥10，保障配方炸藥10瞬間完成爆炸，防止出現假燃、未燃等情況，保障作業的安全。
e、點火引爆：點燃引線將雷管8引爆，配方炸藥10地毯式引燃完成三層金屬材料復合。
f、后續處理：對爆炸焊接后的復合板進行無損檢測，對復合板的雷管區域進行修復，達到工藝技術要求，通過熱處理、校平、無損檢測、切割達到目標產品尺寸、技術要求，最后進行表面處理，形成成品復合板。
支撐體為銅或鋁或鈦或銅鈦合金或銅鋁合金或鋁鈦合金。根據板材的特性選擇不同材料的支撐體，要求是：滿足產品性能不受支撐體影響，支撐體能夠與對應板材融合。
支撐體5為銅或鋁或鈦或銅鈦合金或銅鋁合金或鋁鈦合金。根據板材的特性選擇不同材料的支撐體5，要求是：滿足性能不受支撐體5影響，支撐體5能夠與對應板材融合；支撐體5的厚度為0.10mm～0.25mm。
藥框6為纖維板或紙質板材制成；爆炸過程中，藥框6瞬間化為灰燼殘渣，其成本和制造難易程度，是選材的主要標準，纖維板和紙質板材具有易彎折成型，操作方面，成本底等優點。
支撐體5包括套筒和位于套筒下方的底座。在實際操作過程中，支撐體的形狀還可以是v型、n型、w型，其中帶套筒和底座的支撐體5具有結構強度高、穩定性強、體積縮小為傳統支撐體的1/3，在超聲波探傷中不會顯示缺陷波等優點。支撐體5在基板1和復板一2之間的分布行列間距為300mm～500mm；所述支撐體5在復板一2和復板二3之間的分布與基板1和復板一2之間上下對應一致。
實際生產過程中的數據統計表明，使用該方法對三層金屬材料進行單次爆炸成型的成功率高達98％以上，少量失敗操作，是由于配方炸藥的用量與復板一2或復板二3的厚度未能達到協調比例，致使復板一2或復板二3輕度變形，造成支撐體5支撐高度不一致，導致爆炸瞬間排氣不暢，在結合面融化現象。
盡管如此，該方法復合三層金屬材料在配方炸藥的用量上幾乎只需要原方法的一半，相比傳統方法，熱處理、拋光、校平和來回運輸半成品的次數均減半，大大提高了生產效率，降低了生產成本；
金屬板厚重、尺寸較大，進行一次野外爆炸焊接需要大量的人力和財力，三層金屬材料單次復合成型，減少了人力成本，減少了對爆炸場地附近居民的噪聲污染和環境污染，特種金屬材料的生產利于工業發展，受到石油、冶金、機械、航空航天、海洋工程、核電、多晶硅等工業領域的急切需求，是一個國家未來發展領域、軍工業領域和重型制造業的重要支撐，跟隨節能環保、優質高效的大趨勢，強國強工。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的范圍。