专利名称：不锈钢复合板爆炸结合的方法
技术领域：
本发明涉及一种不锈钢复合板爆炸结合的方法，尤其是不锈钢复板IOmm —14_不锈钢复合板爆炸结合的方法。
背景技术：
爆炸焊接是一种高能率的加工技术，是一种以炸药的爆轰为能源，将两层或多层相同的或不同的金属材料结合为整体材料(复合板)的材料加工工艺。不锈钢复合板在爆炸焊接过程中，随着复板厚度的增加和复板强度的增加，适合爆炸焊接窗口的爆炸折望角越难形成，造成爆炸结合率低。尤其在起爆位置，炸药由起爆到稳定爆轰传播需要一定的时间和距离，不锈钢复板来不及形成适合的爆炸焊接弯折角就已经与基板发生碰撞，产生起爆区未结合(俗称起爆点)，并且一般情况下不锈钢厚度越大，起爆点未结合面积越大。不锈钢 厚度小于5_时，一般为Φ40_的未结合区，对钢板整体复合率不会造成影响，当不锈钢厚度在5 8mm时，起爆点未结合区达到Φ70·ι，不锈钢厚度达到IOmm以上时，起爆点未结合区达到Φ 300mm甚至更大，严重影响复合板的加工进度、质量、成本。
发明内容
为了克服现有不锈钢复合板爆炸结合的方法的上述不足，本发明提供一种提高不锈钢复合板的爆炸结合率的不锈钢复合板爆炸结合的方法，本复合板爆炸结合的不锈钢复合板结合率达到96%
本发明的构思是炸药由起爆到稳定爆轰传播需要一定的时间和距离，不锈钢复板来不及形成适合的爆炸焊接弯折角已经与基板发生碰撞，从而产生起爆区未结合。要降低不锈钢复合板起爆区未结合面积，就必须设法尽快形成弯折角并适合爆炸焊接。为达到以上目的，可以采用如下两种办法1、在不锈钢起爆位置预先加工弯折角；2、改变起爆方式，在起爆位置迅速形成弯折角，实现不锈钢与基板的焊接。第一种方法从理论角度来说可行，但此工艺实施复杂，不易实现工业化生产，为此本发明采取第二种方法。不锈钢复合钢板爆炸焊接时，弯折角β的大小从直观上讲，主要取决于两个因素，复、基板间间隙S和在爆轰荷载作用下，复板从静态到获得其能够达到的最高速度间的距离L。既有Sini3=S/L。由于复、基板间间隙是一个初始工艺参数，爆炸焊接时，一旦S确定，则弯折β只与L有关。爆炸焊接时，L的大小主要取决于炸药爆炸时不锈钢形成折弯角时爆轰波的传播速度和复板的厚度。一般来讲，随着复板厚度的增加，复板在爆轰荷载作用下所需的能量就越大，即炸药爆炸能量要求越大。提高爆炸焊接所需炸药能量的主要方法是采用高爆速高密度炸药和炸药聚能效应，使得爆轰产物质点以一定速度沿近似垂直于锥面的方向向轴线汇聚，使能量集中，并且能量的汇聚使能量在轴线处形成更高的压力区。高压迫使起爆区的不锈钢向下折弯并以最快的时间达到稳定爆轰。
在制作内有圆锥的聚能穴时，采用固定模具将起爆位置的主体炸药压实，且使炸药形成一密度的内有圆锥的聚能穴，将炸药的爆轰位能转换成圆锥药包的动能，从而提高聚能作用。通过加工聚能穴，使能量密度高和方向性强。为了增强聚能作用，在起爆位置添加密度大，爆速高的辅助炸药；内有圆锥的聚能穴装药高度等于药型罩(是指圆锥聚能穴高度)；内有圆锥的聚能穴中圆锥顶角为45° 60。。本不锈钢复合板爆炸结合的方法起包括下述依次的步骤
I、匹配
将检验符合国家标准及使用技术要求的基板与不锈钢复板按最终成品要求进行组对。(如Q235作为基板，09Crl8Ni9作为复板)一般复板的长度比基板的长度大80 ± 30mm，复板 的宽度比基板宽50 ± 5mm。II 打磨表面
用砂轮或抛光叶轮清除基板与复板爆炸结合面上的氧化物及杂物，基板、复板结合面的表面粗糙度值不大于Ra6. 3 μ m ;然后在复合板的与炸药接触面上均匀涂抹一层保护层；保护层可用3 #钙基润滑脂、水玻璃、浙青或其它油脂。III、铺设炸药
用河砂整理好爆炸结合的基础，铺好基板，清理干净基板上结合面的赃物，并用用铜皮做成的支杆把复板支撑在基板上，复板与基板的间隙为12 mm 18 mm。在复板的周边放置防止炸药散落的药框，把炸药铺在保护层上面，炸药为铵油炸药，炸药爆速稳定在2000m/s 2300 m/ 之间，密度为 O. 5g/cm3 O. 8g/cm3，(厚度为 110±2) mm。IV在炸药制作内有圆锥的聚能穴
在复板中心作为起爆位置，在起爆位置的炸药上表面，将起爆位置的炸药取出一部分，然后在起爆位置轻轻用一端有圆锥形穴的木棒垂直向下，圆锥形穴的夹角为45° 60° ,木棒的直径为20mm± I mm，转动木棒，使炸药在起爆位置形成内有圆锥的聚能穴，在该炸药构成的穴内有一个炸药构成的圆锥，内有圆锥的聚能穴的圆锥的形状与圆锥形穴相对应。圆锥的夹角为45° 60°，底直径为20mm±l mm。V将起爆用的电雷管竖直立在圆锥的上面，电雷管的中心正对着内有圆锥的聚能穴的圆锥的锥尖将辅助高爆速(黑索金)炸药轻轻添加满有圆锥的聚能穴的圆锥的周围，保证其高度和均匀性。也可先将辅助高爆速(黑索金)炸药轻轻添加在内有圆锥的聚能穴的圆锥的周围，然后将起爆用的电雷管竖直立在圆锥的上面，电雷管的中心正对着内有圆锥的聚能穴的圆锥的锥尖。VI点燃电电雷管爆炸焊接。上述的不锈钢复合板爆炸结合的方法，其特征是在步骤III中，在复板的四周边安装着四边形框架的三合板，药框安装在三合板上，药框的内侧尺寸比复板长100 mm±20mm，宽 100 mm±20 mm。上述的不锈钢复合板爆炸结合的方法，其特征是在步骤III中，在药框四周50mm±10 mm范围内，以梯度增设炸药,在四周边50 mm±10 mm范围内形成外高内低的炸药层，炸药增加系数Q=L (O. 6/m I. 0/m)
m是长度单位，L是以药框的内侧周边为界，向内50 mm±10 mm的位置算起，指向药框边方向的长度。上述的不锈钢复合板爆炸结合的方法，其特征是在步骤I或步骤II中，按照基板的外形尺寸，在复板的结合面的四周边开爆炸焊接应力槽，应力槽深8 mm 10 mm,宽10mm 12 mm0为保证爆炸焊接质量，本发明还要进行下述三项工作
超声波探伤检测
对焊接的复合钢板按照JB4730-2005的技术要求，利用超声波探伤仪进行检测。按照GB/T8165-2008的要求，对复合钢板进行检验。在九辊矫平机上将复合钢板按照GB/T8165-2008的要求进行精整。
本发明利用聚能效应制作内有圆锥的聚能穴，并装满炸药，加快了不锈钢复板厚度大时复板从静态到获得其能够达到的最高速度间的距离L，以最快时间形成了适合的爆炸弯折角，减小了起爆位置未结合面积，提高了不锈钢复合板爆炸结合率。本发明的方法可大大提高不锈钢复合板的爆炸结合率，提升不锈钢复合板整个生产加工进度、提高不锈钢复合板质量、降低生产成本。尤其对爆炸炸制不锈钢复合板，提高不锈钢复合板成材率起到了关键的作用，结合率为96%。
图I是本不锈钢复合板爆炸结合的方法步骤III的示意图。图2是本不锈钢复合板爆炸结合的方法步骤IV的示意图，相对图I放大。图3是本不锈钢复合板爆炸结合的方法步骤V的示意图，相对图I放大。上述图中
I一基础2—基板3—支杆4一复板 5—保护层
6—起爆位置 7—炸药8—界线 9一三合板 10—药框11一
应力槽 12—木棒13—圆锥形穴 14 一内有圆锥的聚能穴 15—圆锥
16—高爆速炸药 17—雷管。
具体实施例方式下面结合实施例详细说明本发明的具体实施方式
，但本发明的具体实施方式
不局限于下述的实施例。实施例一
本实例基板、复板及其技术要求
基板为国家标准GB700中的Q235
长 4050mm 宽 550mm 厚 90 mm
复板为国家标准GB4237中的09Crl8Ni9不锈钢。长41 OOmm 宽 600mm 厚 14 mm
本不锈钢复合板爆炸结合的方法起包括下述依次的步骤
I、匹配
将检验符合国家标准及使用技术要求的Q235基板2与09Crl8Ni9不锈钢复板4按最终成品要求进行组对。
II 打磨表面
用砂轮或抛光叶轮清除基板2与复板4爆炸结合面上的氧化物及杂物，基板2、复板4结合面的表面粗糙度值不大于Ra6. 3 μ m ;然后在复板4的与炸药接触面上均匀涂抹Imm的3#钙基润滑脂作为保护层5，也是缓冲层；
III、铺设炸药
用河砂整理好爆炸结合的基础1，见图1，铺好基板2，清理干净基板2上结合面的赃物，在用铜皮做成高16mm的支杆3上，把复板4放置在支杆3上，复板4与基板2的间隙为16mm。把炸药7铺在保护层5上面。炸药7为铵油炸药，炸药7爆速稳定在2000m/s 2300 m/之间，密度为O. 5g/cm3 O. 8g/cm3,厚度为 110mm。本实施例在复板4的四周边安装着四边形框架的三合板9，药框10安装在三合板 9上，加大装药的药框10的尺寸，药框10的内侧尺寸比复板4长100 mm，宽100 mm，自复板4的中部单位面积炸药量为94kg/ m2,从药框10的内侧，向内60 mm为扩加炸药的界线8，从界线8起，向药框10的方向逐步增加炸药量，到药框10的内侧为界线，单位面积炸药量100kg/ m2。本实施例按照基板2的外形尺寸，在复板4的结合面的四周边开爆炸焊接应力槽11，应力槽11深8臟，宽10臟。IV在炸药制作内有圆锥的聚能穴
在复板4中心的爆破用炸药7上表面，(板子中心)将起爆位置6的炸药7取出一部分，刮平表面后保证起爆位置剩余炸药7厚度不小于圆锥形穴13的深度。然后在起爆位置6轻轻用一端有圆锥形穴13的木棒12垂直向下，见图2，圆锥形穴13的夹角为55°，木棒12的直径为20_，转动木棒12，使炸药7在起爆位置6形成内有圆锥的聚能穴14，内有圆锥的聚能穴14的圆锥15为炸药7构成，它的形状与圆锥形穴13相对应。圆锥15的夹角为55° ,底直径20mm。V将起爆用的8#电雷管17竖直立在(手持或经夹电雷管17的上端)圆锥15的上面，电雷管17的中心正对着内有圆锥的聚能穴14的圆锥15的锥尖。将辅助高爆速(黑索金)炸药16轻轻添加在内有圆锥的聚能穴14的圆锥15的周围，保证其高度和均匀性。VI点燃电电雷管17爆炸焊接。本实施例还进行超声波探伤检测，对焊接的复合钢板按照JB4730-2005的技术要求，利用超声波探伤仪进行检测，结合面无过渡熔化、分层及未结合现象，爆炸结合率达96%。并且还按照GB/T8165-2008的要求，对复合钢板进行检验。最后在九辊矫平机上将复合钢板按照GB/T8165-2008的要求进行精整。实施例二
本实施例的复板是30408，制造方法的步骤与实施一相同，其爆炸结合率达96%。实施例三
本实施例的基板是Q345R，复板是06Crl3Al，制造方法的步骤与实施一相同，其爆炸结合率达96%。本发明利用高爆速(黑索金)炸药15填满内有圆锥的聚能穴13，保证起爆的电雷管16稳固，主体炸药密度均匀。利用聚能效应制作及能药包，改变不锈钢复合板起爆方式，在起爆位置迅速形成弯折角，实现不锈钢与基板的焊 接。
权利要求
1. 一种不锈钢复合板爆炸结合的方法，它包括下述依次的步骤 1.匹配 将检验符合国家标准及使用技术要求的基板与不锈钢复板按最终成品要求进行组对； II打磨表面 用砂轮或抛光叶轮清除基板与复板爆炸结合面上的氧化物及杂物，基板、复板结合面的表面粗糙度值不大于Ra6. 3 μ m ;然后在复合板的与炸药接触面上均匀涂抹一层保护层； III、铺设炸药 用河砂整理好爆炸结合的基础，铺好基板，清理干净基板上结合面的赃物，并用用铜皮做成的支杆把复板支撑在基板上，复板与基板的间隙为12 mm 18 mm ;在复板的周边放置防止炸药散落的药框，把炸药铺在保护层上面，炸药为铵油炸药，炸药爆速稳定在2000m/s 2300 m/ 之间，密度为 O. 5g/cm3 O. 8g/cm3，厚度为 110±2mm ； IV在炸药制作内有圆锥的聚能穴 在复板中心作为起爆位置，在起爆位置的炸药上表面，将起爆位置的炸药取出一部分，然后在起爆位置轻轻用一端有圆锥形穴的木棒垂直向下，圆锥形穴的夹角为45° 60° ,木棒的直径为20mm± I mm，转动木棒，使炸药在起爆位置形成内有圆锥的聚能穴，在该炸药构成的穴内有一个炸药构成的圆锥，内有圆锥的聚能穴的圆锥的形状与圆锥形穴相对应；圆锥的夹角为45° 60°，底直径为20mm±l mm; V将起爆用的电雷管竖直立在圆锥的上面，电雷管的中心正对着内有圆锥的聚能穴的圆锥的锥尖 将辅助高爆速炸药轻轻添加满有圆锥的聚能穴的圆锥的周围，保证其高度和均匀性，然后将起爆用的电雷管竖直立在圆锥的上面，电雷管的中心正对着内有圆锥的聚能穴的圆锥的锥尖； VI点燃电电雷管爆炸焊接。
2.根据权利要求I所述的不锈钢复合板爆炸结合的方法，其特征是在步骤III中，在复板的四周边安装着四边形框架的三合板，药框安装在三合板上，药框的内侧尺寸比复板长100 mm±20 mm，宽 100 mm±20 mm。
3.根据权利要求I或2所述的不锈钢复合板爆炸结合的方法，其特征是在步骤III中，在药框四周50 mm±10 mm范围内，以梯度增设炸药,在四周边50 mm±10 mm范围内形成外高内低的炸药层，炸药增加系数Q=L (O. 6/m 1.0/m) m是长度单位，L是以药框的内侧周边为界，向内50 mm±10 mm的位置算起，指向药框边方向的长度。
4.根据权利要求I或2所述的不锈钢复合板爆炸结合的方法，其特征是在步骤I或步骤II中，按照基板的外形尺寸，在复板的结合面的四周边开爆炸焊接应力槽，应力槽深8mm 10 mm,宽 10 mm 12 mmD
5.根据权利要求3所述的不锈钢复合板爆炸结合的方法，其特征是在步骤I或步骤II中，按照基板的外形尺寸，在复板的结合面的四周边开爆炸焊接应力槽，应力槽深8 mm 10 mm,宽 10 mm 12 mmD
6.根据权利要求I或2所述的不锈钢复合板爆炸结合的方法，其特征是在爆炸结合后，对焊接的不锈钢复合钢板按照JB4730-2005的技术要求，利用超声波探伤仪进行检测，按照GB/T8165-2008的要求，对不锈钢复合钢板进行检验，在九辊矫平机上将不锈钢复合钢板按照GB/T8165-2008的要求进行精整。
7.根据权利要求3所述的不锈钢复合板爆炸结合的方法，其特征是在爆炸结合后，对焊接的不锈钢复合钢板按照JB4730-2005的技术要求，利用超声波探伤仪进行检测，按照GB/T8165-2008的要求，对不锈钢复合钢板进行检验，在九辊矫平机上将不锈钢复合钢板按照GB/T8165-2008的要求进行精整。
8.根据权利要求4所述的不锈钢复合板爆炸结合的方法，其特征是在爆炸结合后，对焊接的不锈钢复合钢板按照JB4730-2005的技术要求，利用超声波探伤仪进行检测，按照GB/T8165-2008的要求，对不锈钢复合钢板进行检验，在九辊矫平机上将不锈钢复合钢板按照GB/T8165-2008的要求进行精整。
9.根据权利要求5所述的不锈钢复合板爆炸结合的方法，其特征是在爆炸结合后，对焊接的不锈钢复合钢板按照JB4730-2005的技术要求，利用超声波探伤仪进行检测，按照GB/T8165-2008的要求，对不锈钢复合钢板进行检验，在九辊矫平机上将不锈钢复合钢板按照GB/T8165-2008的要求进行精整。
全文摘要
本发明涉及一种不锈钢复合板爆炸结合的方法,它包括下述依次的步骤Ⅰ、匹配 将基板与不锈钢复板按最终成品要求进行组对；Ⅱ、 打磨表面 清除基板与复板爆炸结合面上的氧化物及杂物；Ⅲ、铺设炸药 用河砂整理好爆炸结合的基础，铺好基板，并用用铜皮做成的支杆把复板支撑在基板上，在复板的周边放置防止炸药散落的药框；Ⅳ、 在炸药制作内有圆锥的聚能穴 在复板中心作为起爆位置，在起爆位置形成内有圆锥的聚能穴；Ⅴ、将起爆用的电雷管竖直立在圆锥的上面，将辅助高爆速炸药轻轻添加满有圆锥的聚能穴的圆锥的周围，电雷管竖直立在圆锥的上面；Ⅵ、 点燃电电雷管爆炸焊接。本复合板爆炸结合的不锈钢复合板结合率达到96%。
文档编号B23K20/08GK102873452SQ201210331599
公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月10日 优先权日2012年9月10日
发明者李玉平 申请人:太原钢铁(集团)有限公司