专利名称：2507超级双相不锈钢复合板的爆炸焊接方法
技术领域：
本发明涉及的是金属爆炸复合工艺。
背景技术：
所谓双相不锈钢是在其固溶组织中铁素体相与奥氏体相各占一半，铁素体一 般最少含量也要达到30%。由于两相组织的特点，通过正确控制化学成分和热处 理工艺，使双相不锈钢兼有铁素体不锈钢和奥氏体不锈钢的优点
1、与奥氏体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下
(1) 屈服强度比普通奥氏体不锈钢高一倍多，且具有成型需要的足够的塑 韧性。采用双相不锈钢制造储罐或压力容器的壁厚要比常用的奥氏体减少 30-50%,有利于降低成本。
(2) 具有优异的耐应力腐蚀破裂的能力，即使是含合金量最低的双相不锈 钢也有比奥氏体不锈钢更高的耐应力腐蚀破裂的能力，尤其在含氯离子的环境 中。应力腐蚀是普通奥氏体不锈钢难以解决的突出问题。
(3) 在许多介质中应用最普遍的双相不锈钢的耐腐蚀性优于普通的316L奥 氏体不锈钢，而超级双相不锈钢具有极高的耐腐蚀性，在一些介质中，如醋酸， 甲酸等甚至可以取代超级奥氏体不锈钢，乃至镍基耐蚀合金。
(4) 具有良好的耐局部腐蚀性能，与合金含量相当的奧氏体不锈钢相比， 它的耐磨损腐蚀和疲劳腐蚀性能都优于奥氏体不锈钢。
(5) 比奥氏体不锈钢的线膨胀系数低，和碳钢接近，适合与碳钢连接，具 有重要的工程意义，如生产复合板或衬里等。
(6) 不论在动载或静载条件下，比奥氏体不锈钢具有更高的能量吸收能力， 这对结构件应付突发事故如冲撞，爆炸等，双相不锈钢优势明显，有实际应用价值。
2、与铁素体不锈钢相比，双相不锈钢的优势如下
(1) 综合力学性能比铁素体不锈钢好，尤其是塑韧性，不象铁素体不锈钢 那样对脆性敏感。
(2) 除耐应力腐蚀性能外，其他耐局部腐蚀和均匀腐蚀性能都优于铁素体 不锈钢。
(3) 冷加工工艺性能和冷成型性能远优于铁素体不锈钢。
(4) 焯接性能也远优于铁素体不锈钢， 一般焊前不需预热，焊后不需热处理。
(5) 应用范围较铁素体不锈钢宽。
双相不锈钢的弱势如下 合金元素含量高，价格相对高。
综上所述，双相不锈钢优越的力学与耐腐蚀综合性能赢得了使用者的青睐， 已成为既节省重量又节省投资的优良的耐蚀工程材料。
双相不锈钢可分为低合金型双相不锈钢、中合金型双相不锈钢、高合金型 双相不锈钢和超级双相不锈钢，其中超级双相不锈钢含高铬、高钼和氮，可适用 于苛刻的介质条件,具有良好的耐腐蚀与力学综合性能，可与超级奥氏体不锈钢相 比美。
2507作为超级双相不锈钢，其中含有25Cr、 7Ni、 4Mn、 63Fe和0.3N，常 用于海水用途和其它含氯化物环境，具有高强度，为高压设备的首选钢材。
2507超级双相不锈钢具有上述特点，所以广泛的作为各种腐蚀性原料的容 器或者管道的直接接触面，但是由于2507超级双相不锈钢的市场价格较高，又 要满足强度的需要，所以需要将2507超级双相不锈钢和普通的金属复合使用。
爆炸焊接技术是通过炸药爆轰产生的高压脉冲载荷，推动一种材料(复材)高 速倾斜碰撞另一种材料(基材)，其加载应力远远高于金属材料的屈服强度，加载过程的瞬间性(一般以毫秒计)，材料受载的局部性，交织发生在作用点的微小 的邻近区域并且高速地移动等方式，实现两种金属的冶金结合，结合区呈现为波 状的冶金结合。爆炸焊接又是用炸药作能源进行金属间焊接和生产金属复合材料 的一种很有实用价值的高新技术。其最大特点是在瞬间能将金属组合，简单、迅 速和强固地焊接在一起。与轧制、堆焊、浇铸等焊接技术相比爆炸焊接技术的优 点在于
广泛的材料适应性的可焊性，适用于大多可塑性金属或合金；尤其是对于 大面积金属的焊接，可以说是唯一的连接方法；不仅适用于相溶性金属的组合， 而且适用于非相溶性金属的组合，也适用于易产生脆性金属间化合物的金属及合 金；具有良好的导热性，低的界面电阻，结合区无热影响区构成良好的接头性能， 瞬间的热过程使界面没有或仅有少量的溶化。
发明内容
本发明的目的是提供一种2507超级双相不锈钢复合板的爆炸焊接方法以弥 补现有技术之不足。
本发明的目的是这样实现的2507超级双相不锈钢复合板的爆炸焊接方法， 其特征是包括以下步骤
a、 基材处理校平，使钢板不平度〈5mm/m;且整板面《10mm/全长(宽)； 管板用板面不平度〈1.5mm/m;且整板面《2.5mm/全长(宽)；再将钢板水平放 置，使用砂轮进行打磨，清除表面杂物，使表面光洁、平整，表面粗糙度为Ral2.5 nm，再进行抛磨光洁；
b、 复材处理保证2507超级双相不锈钢的板面不平度〈5mm/m;且整板 面《10mm/全长(宽)；管板用板面不平度〈1.5mm/m;且整板面《2.5mm/全长
(宽)；再放平，使用砂带或叶轮顺长度打磨光洁；
c、 涂刷及配对将2507超级双相不锈钢涂刷上复材保护剂，然后和钢板 配对，配对后2507超级双相不锈钢和钢板之间通过隔断物进行放置，避免直接摩擦而损坏2507超级双相不锈钢表面；
d、 爆炸复合将钢板水平放置，2507超级双相不锈钢在其上平行放置， 在2507超级双相不锈钢外表面均匀放置炸药，通过雷管引爆，在高制动压力下， 2507超级双相不锈钢和钢板的表面就牢牢的粘结在一起；
e、 补焊爆炸复合之后，复合钢板经100。/。UT检测未复合区域予以补焊；
f、 热处理补焊后的复合钢板进行热处理，以消除爆炸时产生的应力，保证 基材的强度等各项性能和焊缝及复材耐腐蚀性能的要求；
g、 后续处理将热处理后的复合钢板经过校平，切边，机械抛光或酸洗钝
化后即得成品。
所述的2507超级双相不锈钢复合板的爆炸焊接方法，其特征是在作复材 处理时，2507超级双相不锈钢板厚度》5mm时，周边应开槽；
所述的2507超级双相不锈钢复合板的爆炸焊接方法，其特征是当2507超 级双相不锈钢板的尺寸过小时，在作复材处理之前进行拼接。
所述的2507超级双相不锈钢复合板的爆炸焯接方法，其特征是所述的复 材保护剂为水玻璃，其浓度(° Be)为16-20。
有益效果
本发明提供的方法，能够有效的将2507超级双相不锈钢与普通钢板复合， 从而在保证复合钢板具有2507超级双相不锈钢所有的优点的前提下，拥有了需 要的强度，从而节约了昂贵金属的使用量。同时本方法提供的产品具有有很高的 焊接质量，保证长期稳定使用不会脱落。
下面通过实施例对本发明作进一步描述
具体实施例方式
实施例 基材下料工艺
钢板应该有质量证明书，标志清楚；有超声检测要求的钢板，应按照要求经超声检测合格；材料的钢号、规格、材料检验编号与质量跟踪卡一致。
按质量跟踪卡投料规格尺寸划线，划线时应该保证钢板四边尺寸线的夹角 为直角。钢板的长度和宽度偏差为0—5mm，对角线误差不大于3mm。
检査钢板的表面质量，如果发现钢板表面有质量缺陷时应及时处理合格。 按划线进行气割或剪切，允许留适量的修磨余量，剪切后清理毛刺，气割时应 清除熔渣，切割面与钢板面应该垂直且平整光洁，不得有结疤、锯齿状、凹坑 等缺陷，当出现上述缺陷时，允许修磨以达到切割表面平整。
钢板板面不平度》5mm /m或整板面M0mm /全长(宽)时应该进行校平， 经校平后钢板板面的不平度应"mm /m，且整板面《10mm /全长(宽)。
复合管板用钢板板面不平度》1.5 mm / m或整板面〉2.5mm /全长(宽)时 应该进行校平，经校平后钢板板面的不平度应〈1.5mm/m，且整板面《2.5mm / 全长(宽)。
复材下料工艺
检査2507超级双相不锈钢板的材质、规格。如果2507超级双相不锈钢板需 要拼接时，其拼接要求如下2507超级双相不锈钢板的宽度需要拼接时，原则 上2507超级双相不锈钢板的拼接宽度尺寸》300mm，当不能满足时，拼接宽度 最小尺寸应〉250mm; 2507超级双相不锈钢板的长度需要拼接时，2507超级双 相不锈钢板的拼接焊缝位置应《L/4中心线位置(L为2507超级双相不锈钢板总 长度)。组装点焊应采用与产品施焊同型号、规格的焊条，每隔100mm点焊一点， 点焊长度约4-6mm。再打磨和抛光焊缝。
放巻前清理滚式平板机，剪板机等设备内、外的杂物和尘土，并擦拭滚式平 板机的辊筒，若手感不光滑时要用细纱布打磨光滑，放巻时应用木棒传送，防止 2507超级双相不锈钢板表面划伤。剪板按划线进行剪切，保留划线，再清除毛刺。等离子切割按划线切割，保 留划线，清除熔渣，并用砂轮打磨割口锐角。
当2507超级双相不锈钢板厚度》5mm时，周边应开槽槽的中心线与复材 边线的距离为10-20mm，槽的底面与复材的底面的距离为2-4mm;因为复材在 复合的时候，在强大冲击力的作用下，复材的边缘在剪切力的作用下会被剪切脱 落，那复材和基材的端面就会平齐，当复材的厚度较大时，剪切力不足以达到要 求，就会影响复合板的边缘质量，为了达到效果，就可以在设定位置开槽以便顺 利脱落。槽在刨床或车床上加工；如果用碳弧气刨开槽，应尽量保证槽口尺寸。 气刨前应涂防飞溅涂料，气刨后应砂磨两侧的飞溅物及氧化物。
校平2507超级双相不锈钢板的板面不平度》5mm/m或且整板面HOmm/全
长(宽)时应校平，经校平后板面的；不平度〈5mm/m;且整板面《10mm/全长(宽)； 复合管板用板面复合管板用钢板板面不平度》1.5 mm/m或整板面".5mm /
全长(宽)时应该进行校平，经校平后钢板板面的不平度应<1. 5 mm / m，且整
板面《2.5mm /全长(宽)。
基材打磨工艺
钢板复合表面的打磨面要均匀，不允许有氧化皮、麻点、凹坑等缺陷，而且 要保证钢板厚度。
粗打磨用36号砂轮片(钢板厚度〈60mm时)或24号砂轮片(钢板厚度》60mm 时)，粗打磨时发现氧化皮、麻点、凹坑及打磨不均匀时，应及时处理后再进行 打磨；粗打磨后后应及时清除打磨表面的磨屑。氧化皮、积尘等杂物。
精打磨用60号砂轮片，精打磨后应及时清除打磨表面的铁屑、积尘等杂物； 精打磨后的打磨面平整、光洁。其表面粗糙度Ral2.5 u m。
打磨后的钢板板面用不锈钢丝轮均匀的进行抛磨光洁。
复材打磨工艺2507超级双相不锈钢板的打磨采用砂带或叶轮顺长度方向打磨光洁，如果 2507超级双相不锈钢板表面有缺陷需要打磨时可采用砂带进行打磨。
打磨要均匀，不允许出现氧化皮、麻点、凹坑等缺陷，要保证2507超级双 相不锈钢板复材的厚度。打磨后应及时清除打磨表面的磨屑、积尘等杂物。
打磨后的2507超级双相不锈钢板复材表面应平整，呈现金属光泽。
复材保护剂涂刷工艺
将钢板基材和2507超级双相不锈钢板复材进行配对，再将2507超级双相不 锈钢板表面涂刷水玻璃，其浓度(° Be)为16-20，涂水玻璃的泡沫刷或者喷枪 必须保持干净。爆炸复合前，应该严格控制基材和复材之间的间歇，确保复合质 量。
爆炸复合将钢板水平放置，2507超级双相不锈钢板在其上平行放置，在 2507超级双相不锈钢板外表面均匀放置炸药，炸药的爆速为1.8X103—2.2X103 m/s、猛度为6—10mm、密度为0.6g/cm—3—0.85 g/cm—3，通过雷管引爆，在高制动 压力下，2507超级双相不锈钢和钢板的表面就牢牢的粘结在一起。
补焊
爆炸复合之后，经100。/。UT检测未复合区域予以补焊。复合后钢板表面缺陷 深度不超过复合板公差之半的缺陷予以打磨平滑；
在待补焊区周围100mm范围内刷上防飞溅涂料，在碳弧气刨方向上，除采 用防飞溅涂料外，还应作防飞溅隔板，不允许气刨时的飞溅物损伤板表面。用碳 弧气刨将未结合部分的复层去掉，然后用砂轮将气刨表面的周围打磨干净，并将 基层磨去0.5-1111111，周围磨出50-60度斜角。然后按照《不锈钢复合钢板焊接工 艺守则》之规定施焊，复层补焊之后应采用02.5mm焊条及小电流沿熔合线接一 圈，以减小熔合线处的凹陷。
补焊后补焊处先用砂轮粗磨平整，然后用沙带抛光，最后补焊处及周围 100mm范围内，应经UT和PT检查合格。热处理工艺
补焊后的复合钢板进行热处理，以消除爆炸时产生的应力，保证基材的强度 等各项性能和焊缝及复材耐腐蚀性能的要求。 校平、切边工艺
复合板的复层向上在七辊校平机或三辊巻板机上来回辊压校平，达到要求后 划线，再按划线剪切(复合板厚度《20mm)或等离子切割(复合板厚度〉20mm); 复合板四(圆)周边切割面与板面应垂直，且复合板四(圆)周边切割面应平整、 光滑，不得有结疤、锯齿状、凹坑等缺陷，如果有上述缺陷允许修磨以达到要求。
机械抛光工艺或酸洗工艺
使用叶轮对复合板复层表面进行抛光或酸洗钝化后即得成品，抛光后的成 品其复层表面的连续磨纹必须一致。
权利要求
1、2507超级双相不锈钢复合板的爆炸焊接方法，其特征是包括以下步骤a、基材处理校平，使钢板不平度＜5mm/m；且整板面≤10mm/全长(宽)；管板用板面不平度＜1.5mm/m；且整板面≤2.5mm/全长(宽)；再将钢板水平放置，使用砂轮进行打磨，清除表面杂物，使表面光洁、平整，表面粗糙度为Ra12.5μm，再进行抛磨光洁；b、复材处理保证2507超级双相不锈钢的板面不平度＜5mm/m；且整板面≤10mm/全长(宽)；管板用板面不平度＜1.5mm/m；且整板面≤2.5mm/全长(宽)；再放平，使用砂带或叶轮顺长度打磨光洁；c、涂刷及配对将2507超级双相不锈钢涂刷上复材保护剂，然后和钢板配对，配对后2507超级双相不锈钢和钢板之间通过隔断物进行放置，避免直接摩擦而损坏2507超级双相不锈钢表面；d、爆炸复合将钢板水平放置，2507超级双相不锈钢在其上平行放置，在2507超级双相不锈钢外表面均匀放置炸药，通过雷管引爆，在高制动压力下，2507超级双相不锈钢和钢板的表面就牢牢的粘结在一起；e、补焊爆炸复合之后，复合钢板经100％UT检测未复合区域予以补焊；f、热处理补焊后的复合钢板进行热处理，以消除爆炸时产生的应力，保证基材的强度性能和焊缝及复材耐腐蚀性能的要求；g、后续处理将热处理后的复合钢板经过校平，切边，机械抛光或酸洗钝化后即得成品。
2、 如权利要求1所述的2507超级双相不锈钢板复合板的爆炸焊接方法， 其特征是在作复材处理时，2507超级双相不锈钢板厚度^5mm时，周边应开
3、 如权利要求1所述的2507超级双相不锈钢复合板的爆炸焊接方法，其 特征是2507超级双相不锈钢在作复材处理之前可以进行拼接。
4、 如权利要求1所述的2507超级双相不锈钢复合板的爆炸焊接方法，其 特征是所述的复材保护剂为水玻璃，其浓度(° Be)为16-20。
全文摘要
本发明涉及的是金属爆炸复合工艺，其特征是包括以下步骤基材处理、复材处理、涂刷及配对、爆炸复合、补焊、热处理、后续处理。本发明提供的方法，能够有效的将2507超级双相不锈钢与普通钢板复合，从而在保证复合钢板具有2507超级双相不锈钢所有的优点的前提下，拥有了需要的强度，从而节约了昂贵金属的使用量。同时本方法提供的产品具有有很高的焊接质量，保证长期稳定使用不会脱落。
文档编号B23K20/24GK101559524SQ200810233250
公开日2009年10月21日 申请日期2008年12月8日 优先权日2008年12月8日
发明者王典灿 申请人:四川惊雷科技股份有限公司