专利名称：钢结构桥梁的金属复合板的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种应用于桥梁结构的金属复合材料，属于金属材料制造领域。
背景技术：
桥梁钢板是专用于架造铁路或公路桥梁的钢板。要求有较高的强度、韧性以及承受机车车辆的载荷和冲击，且要有良好的抗疲劳性、一定的低温韧性。拴焊桥梁用钢还应具有良好的焊接性能和低的缺口敏感性。并且对钢材的表面质量要求较高。我国修建了许多大跨径的桥梁，基本都是钢结构桥梁，而这些桥梁的设计寿命一般在100年或者更长时间， 由于钢结构桥梁是长期暴露在大气中，为了使钢构件的寿命匹配整个桥梁的使用寿命，当前主要涂装防护的方法对钢构件进行腐蚀防护。由于防护涂料的寿命很短，并且涂装施工的费用也是比较大的支出，而且需要频繁投入。爆炸焊接是界于金属物理学、爆炸物理学和焊接科学之间的一门边缘学科。它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。其实质是一种以炸药为能源的压力焊、熔化焊和扩散焊‘三位一体’的金属焊接的新工艺及新技术。它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(一般为微量级)，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的移动等方式， 实现两种金属的冶金结合，结合区呈现为波状的冶金合金。爆炸和解又是用炸药做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、迅速和强固的焊接在一起。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，适用于大多塑料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基合金；具有良好的易热性，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。
实用新型内容本实用新型目的是，提供一种质量更高，表面耐蚀性好的钢结构桥梁用金属复合板。本实用新型的技术方案是钢结构桥梁的金属复合板，不锈钢304与基体钢板构成的爆炸焊接复合板，基体钢板厚度为8-lOOmm桥梁钢板，覆层304不锈钢板的厚度在 1. 5-3mm,桥梁钢板与覆层304不锈钢板的长6 9米，宽2 4米。钢结构桥梁用金属复合板的制造方法，包括以下步骤1、对钢结构桥梁用金属复合板进行设计，选择桥梁用结构钢和普通不锈钢304的爆炸焊接复合板，基体钢板厚度为8-lOOmm桥梁钢板，覆层304不锈钢板的厚度在1. 5_3mm， 长6 9米，宽2 4米。2、桥梁钢板基材处理校平，钢板不平度< 3 mm /m ；且整板面彡10 mm /全长(宽); 再将钢板放平，使用砂带打磨机进行打磨，清除表面杂物，使表面光洁、平整，表面粗糙度为 Ral2. 5ym,再进行抛磨光洁；3,304不锈钢板即复材板处理保证304不锈钢板面不平度< 5 mm /m ；且整板面 (10 IM/全长(宽)；再放平，使用砂带或叶轮打磨光洁；当304不锈钢的尺寸过小时，再作爆炸复材处理之前进行拼接。4、涂刷及配对将304不锈钢涂刷上复材保护剂，水玻璃或锂基脂混合剂，(° Be) 为15-20，然后和钢版配对，配对后304不锈钢和钢板之间通过纤维板隔离放置，避免直接摩擦而损坏304不锈钢表面；5、爆炸复合将钢板平放在爆炸台上，304不锈钢在其上平行放置，中间放置特制 “V”形铜支撑，在304不锈钢外表面均勻放置炸药，通过雷管引爆，在高制动压力下，304不锈钢和钢板的表面就牢牢的粘结在一起；6、检测爆炸复合后，复合钢板经100% UT检测，热处理后本体取样进行力学化学检测；7、热处理复合钢板进行热处理，以消除爆炸焊接时产生的应力，保证基材的强度性能和焊缝及复材耐腐蚀性能的要求；8、后续处理将热处理后的钢板经过校平，切边，机械抛光或酸洗钝化后即得成品。本实用新型的有益效果是采用以普通不锈钢为防腐层的复合材料，只需要一次性投入，虽然整体造价有所增加，但是结构件可以达到全寿命使用，中途的腐蚀防护全部取消，并且钢结构桥梁的外观常年是不锈钢的金属光泽，起到美观的效果，因此综合性价比很高。可在桥梁结构上可以广泛应用。
图1为本实用新型平行法爆炸焊接示意图1、基础；2、基层(桥梁钢);3、支撑片；4、覆层(304);5保护层；6、低爆速炸药；7、雷管。
具体实施方式
下面具体说明本实用新型的实施方式1、对钢结构桥梁用金属复合板进行设计，选择桥梁用结构钢作为基体，钢板厚度为8-lOOmm桥梁钢板，基材下料工艺按下料规格尺寸划线，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0-5 mm，对角线误差不大于5 mm。覆层304不锈钢板的厚度在1. 5-3mm，长6 9米，宽2 4米。应用机械方法进行表面处理，采用平行法安装进行爆炸焊接制造成复合板；通过100%UT检测、热处理消除应力、校平、订尺切四边、表面抛光或酸洗钝化后包装入库。根据所需复合板的用途对复合板进行结构、性能及选材的设计。[0022]采用平行法安装的爆炸焊接装置所制造的复合板。在覆层外表面均勻放置炸药， 通过雷管引爆，在高制动压力下，304不锈钢和桥梁钢板的表面就牢牢的结合在一起；2、基体钢板板面不平度彡3 mm /m或整板面> 10 mm /全长(宽)时应该进行校平。3、对钢结构桥梁用金属复合板进行设计，选择304不锈钢作为覆层，板的厚度在 1. 5-3mm,长6 9米，宽2 4米。覆层材料下料工艺按下料规格尺寸划线，钢板的长度和宽度偏差为0-5 mm，对角线误差不大于5 mm。4、当304不锈钢的尺寸过小时，再做复材处理之前进行拼接。如果304不锈钢需要拼接时，拼接要求如下304不锈钢的拼接宽度尺寸> 300 mm ；304不锈钢的长度需要拼接时，304不锈钢的拼接焊缝位置应< L/4中心线位置(L为304不锈钢总长度)。组装点焊应采用与产品施焊同型号、规格的焊条，每隔100 mm点焊一点，点焊长度约4-6 mm,再按焊接工艺进行拼焊；拼焊完成后打磨、抛光焊缝，保证焊缝高度(TO. 5mm。5、校平304不锈钢的板面不平度彡5 mm /m或整板面> 10 mm /全长(宽)时应该进行校平。6、基体钢板复合表面的打磨工艺要均勻，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40目砂轮片，粗打磨时发现氧化皮、麻点、凹坑及打磨不均勻时，应及时处理后再进行打磨；粗打磨后应及时清除打磨表面的氧化皮、积尘等杂物。精打磨用120目砂带，精打磨后应及时清除打磨表面的积尘等杂物；精打磨后的打磨面平整、光洁。其表面粗糙度Ral2.5ym。打磨后的钢板板面用200目千页轮均勻的进行抛光光洁。7、复材304不锈钢的打磨采用砂带或千页轮顺长度方向打磨光洁，如果304不锈钢表面有缺陷需要打磨时应采用砂带进行打磨。打磨要均勻，不允许出现氧化皮、麻点、凹坑等缺陷，要保证304不锈钢复材厚度。打磨后应及时清除打磨表面的积尘等杂物。打磨后的304不锈钢复材表面应平整，呈现金属光泽。8、爆炸焊接，将钢板平放于基础上，304不锈钢在其上平行放置进行配对，再将 304不锈钢表面涂刷保护剂，爆炸焊接前，应该严格控制基材和复材之间的支撑高度，确保复合质量。在304不锈钢外表面均勻放置2#粉状乳化炸药，炸药的爆速为2200 3200mm/ s、厚度为6 —10 mm、密度为0. 6g/cnT0. 85g/cm3,通过雷管引爆，在高制动压力下，304不锈钢和桥梁钢板的表面就牢牢的粘结在一起。9、校平、切边将复层向上的复合板在九辊校平机或三辊卷板机上来回辊压校平， 达到要求后划线，再按划割线剪切或等离子切割；复合板周边切割面与板面垂直、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。10、机械抛光或酸洗使用千页轮对复合板复层表面进行抛光或酸洗钝化，抛光后的成品其复层表面的纹路必须连续、一致。11、喷打标识，包装入库。
权利要求1.钢结构桥梁的金属复合板，其特征是不锈钢304板与基体钢板构成爆炸焊接复合板，基体钢板为厚度为8-lOOmm的桥梁钢板，304不锈钢板的厚度为1. 5_3mm，桥梁钢板与覆层304不锈钢板的长6 9米，宽2 4米。
专利摘要钢结构桥梁的金属复合板，不锈钢304板与基体钢板构成爆炸焊接复合板，基体钢板为厚度为8-100mm的桥梁钢板，304不锈钢板的厚度为1.5-3mm，桥梁钢板与覆层304不锈钢板的长6～9米，宽2～4米。采用以普通不锈钢为防腐层的复合材料，只需要一次性投入，虽然整体造价有所增加，但是结构件可以达到全寿命使用，中途的腐蚀防护全部取消，综合性价比很高。
文档编号E01D19/00GK202099724SQ20112015864
公开日2012年1月4日 申请日期2011年5月18日 优先权日2011年5月18日
发明者周景蓉, 李勇, 蔡建德, 邓家爱, 陈寿军 申请人:南京三邦金属复合材料有限公司