一种钛/铝/钢多层复合板的爆炸焊接方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种解决氯化钠电解槽使用的钛/铝/钢多层复合板的爆炸焊接过程中铝/钢易分层、中间层铝板严重减薄，钛/铝结合面不焊等问题的爆炸焊接方法，其属于复合材料制造领域。
【背景技术】
[0002]钛板以其卓越的耐蚀性能，在许多腐蚀条件下得到充分的发挥。铝材以其比重低、导电性能卓越的特性，使其成为性价比最高的导电材料。以钛为耐蚀金属，以铝为导电金属，再以钢作为承重金属进行组合，形成钛/铝/钢复合板。钛/铝/钢复合板在氯化钠电解槽上的应用，充分展现了各组金属的优越特性(钛耐氯离子腐蚀、铝层导电，钢板承压)。即延长了设备使用寿命和检修周期，又大大降低了设备制造成本。
[0003]现行钛/铝/钢爆炸焊接工艺，采用钢板为基层、铝板为过渡层，钛板为复层，在爆炸焊接过程中，因炸药量较大，所以铝/钢易分层、中间层铝板严重减薄，钛/铝结合面贴合性能差等问题。现行工艺爆炸复合氯化钠电解槽用规格8/6/24的钛/铝/钢爆炸复合板，其过渡层铝板的厚度一般在12?14mm，才能保证过渡层厚度6mm，才能保证钛/铝/钢复合板的导电性能。但铝板的减薄量大，控制困难，成品率低。
[0004]因为实现现行工艺钛/铝的焊接，根据爆炸焊接窗口计算，钛板形成有效倾斜碰撞角，其爆速需要达到1900?2000m/s，装药量要达到60_左右。在这种装药爆炸焊接时，过渡层铝板变形量大，减薄严重，且铝/钢界面易出现分层。反之，爆速低且装药量不足，钛板无法形成弯折角，无法形成有效的倾斜碰撞，即无法实现钛/铝的爆炸焊接。
[0005]CN104690411A铝钛钢复合板爆炸复合结构，包括钢质基板、钛板、铝板，钢质基板安放在地基上，所述的钛板位于钢质基板上方，所述的铝板位于钛板上方，所述的钢质基板与钛板之间、钛板与铝板之间均采用支撑片分隔，所述的铝板上侧铺设有炸药层，所述的炸药层包括有主体炸药和高爆速药条，所述的高爆速药条的爆速高于主体炸药，所述的主体炸药均匀铺放在铝板上侧，所述的高爆速药条在铝板上侧中部沿着长边方向连续地铺放，所述的炸药层中部连接雷管。解决的问题是铝和钢结合强度低的问题，采用钛板过度。铝板作为耐蚀材料。但铝的耐蚀性能有限，而且用宝贵的钛材作过度层有点奢侈。
【发明内容】
[0006]本发明目的是，克服现有技术的不足，提供一种解决现行工艺钛/铝/钢爆炸复合钛层时，铝/钢界面分层的方法，也是解决现行工艺钛/铝/钢爆炸复合过程中、中间层铝材减薄严重的方法、并解决现行工艺钛/铝/钢爆炸复合钛层时，钛/铝界面不焊的方法，能使钛铝钢复合板具有良好贴合率、结合强度高、兼顾钛材抗腐蚀性及铝板过渡与钢板强度好的特点、成本低的钛铝钢爆炸复合板的制备方法。氯化钠电解槽上钛/铝/钢复合板，其铝板和钛板均较厚。本发明是钛铝钢结构。
[0007]为了实现上述目的，本发明的技术方案是:一种钛/铝/钢多层爆炸复合板的爆炸焊接方法，采用三次爆炸焊接，第一次以铝为复层，以钛为基层进行爆炸焊接，得到铝/钛复合板；第二次以铝为复板，以钢为基板，得到铝/钢爆炸复合板，第三次以铝/钛复合板为复板，以铝/钢复合板为基板，以铝板为爆炸结合面，得到(钛/铝)/ (铝/钢)四层复合板，实际为钛/铝/钢爆炸复合板。
[0008]第三次爆炸复合(钛/铝)/(铝/钢)时，结合面上下均为铝板，其强度低，熔点低，可以采用低爆速、低装药量，类似于钎焊的形式实现焊接。保证铝/钢界面不出现分层。
[0009]为保证铝/钢界面不出现分层。具体爆炸焊接工艺参数:以爆速为1600m/s粉状乳化炸药，以0.15mm铜箔才作为支撑，支撑高度5mm，装药量为22mm。中心起爆。
[0010]钛/铝/钢复合板制备:第一次爆炸时采用2-4mm铝为复层，5-10钛板为基层，其爆炸焊接工艺参数:以爆速为1600-1700m/s粉状乳化炸药，以0.15mm铜箔才作为支撑，支撑高度4-6mm，装药量为30mm，铝层减薄量为0.3?0.6mm ;第二次爆炸焊接时，采用6_8mm铝材为复层，20_以上钢板为基层，其爆炸焊接工艺参数:以爆速为1600-1700m/s粉状乳化炸药，以0.15mm铜箔才作为支撑，支撑高度8mm，装药量为50mm，爆炸后铝层减薄量为1.0mm?1.2mm;第三次爆炸复合(钛/铝)/(铝/钢)时，结合面上下均为铝板，爆炸焊接工艺参数:以爆速为1600-1700m/s粉状乳化炸药，以0.15mm铜箔才作为支撑，支撑高度5mm，装药量为22mm，第三次爆炸时铝层减薄量不大于0.2mm。
[0011 ] 本发明的有益效果是:通过三次爆炸复合，第三次爆炸复合(钛/铝)/ (铝/钢)时，结合面上下均为铝板，其强度低，熔点低，采用低爆速、低装药量爆炸试试，类似于钎焊的形式实现焊接。保证铝/钢界面不出现分层。每次爆炸的成品率均容易保证在90%以上；也解决现行工艺钛/铝/钢爆炸复合过程中，中间层铝材减薄严重、成品率非常低的方法，第二次爆炸焊接时，采用2mm铝为复层，钛板为基层，其装药量低，爆速低，减薄量减少；第三次爆炸焊接时也为低爆速、低装药量，其减薄量也减少。
[0012]在钛板和铝板结合面的焊接过程中，将钛作由复层转变为基层，将铝板由基层转变为复板，成功的避免的以钛为复层，而以强度极低，熔点极低的铝板为基层的爆炸焊接时出现钛/铝界面不焊的问题。
[0013]不以铝板作为耐蚀面材料；本发明产品钛做为耐蚀材料，铝板是作为导电材料。解决钛板作为强度和比重均较大于铝板，钛板无法有效复合到强度不高铝/钢复合板上的问题。本发明控制和操作简便，在爆炸焊接现场，先同时进行第一次和第二次的爆炸复合，对获得的铝/钢和铝/钛复合板的铝板表面进行预处理，再进行第三次复合。对于氯化钠电解槽上应用的单张板副为I平米的钛/铝/钢为例，只需3人一组，即可完成爆炸焊接，无需任何机器设备。每组每班次可完成30件。虽然多一次焊接，反而成品率有保证，质量控制容易，综合效益反而提尚。
【具体实施方式】
[0014]实施例:解决现行工艺钛/铝/钢爆炸复合过程中，中间层铝材减薄严重的方法。以