一种用于制作低温接头的铝银不锈钢复合板的制造方法与流程

本发明属于金属复合材料技术领域，具体的说是一种用于制作低温接头的铝银不锈钢复合板的制造方法。

背景技术：

低温接头广泛应用于石化、医疗等气密性要求严格的行业。在低温接头经过焊接后，一般通过氦质谱检测其气密性，要求泄漏率要求小于1*10^-9pam³/s。

现有技术中的低温接头多采用铝铝钢材质组合，但是由于进行接头焊接时，焊接温度通常会超过250℃，铝钢过渡接头的强度会受到很大的影响，并且铝钢界面容易形成脆性的铁铝金属间化合物，而且铝与钢的热膨胀系数相差较大，这就造成了接头经过铝与铝，钢与钢焊接作业后，经常会出现氦质谱检测不达标的状况，无法满足使用要求。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种制作低温接头的复合材料的方法，通过该方法制造的复合材料所制作的低温接头可靠性好，耐用性高，能够满足焊接后，在极端低温状态下使用并保持严格的优良气密效果。

为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案为：一种用于制作低温接头的铝银不锈钢复合板的制造方法，包括以下步骤：

1）、首先将不锈钢板水平放置在细沙地基上，沿不锈钢板上表面的边缘位置间隔放置银支撑，然后在银支撑的上端放置一块银板，在银板的上表面铺设第一保护层，最后在第一保护层上铺设炸药形成第一炸药层并通过工业雷管引爆，将爆炸残留物以及第一保护层除去即获得银不锈钢复合坯料；

2）、将步骤1）中制备好的银不锈钢复合坯料上的银表面作抛光处理后，在银不锈钢坯料上表面的边缘位置间隔放置铝支撑，然后在铝支撑的上端放置一块铝板，在铝板的上表面铺设第二保护层，最后在第二保护层上铺设炸药形成第二炸药层并通过工业雷管引爆，将爆炸残留物以及第二保护层除去即获得铝银不锈钢复合坯料；

3）、将步骤2）中制备好的铝银不锈钢复合坯料校平，然后通过超声检测确定银支撑和铝支撑的位置并标记，最后通过机械冷加工的方式并避开标记有银支撑和铝支撑的位置即可将校平后的铝银不锈钢复合坯料切割成多个用于制作低温接头的铝银不锈钢复合板。

优选的，所述不锈钢板的牌号为s31603，其尺寸为20×1000×1000mm，在所述步骤1）中放置银支撑前，先对不锈钢板进行表面抛光去除污物；所述银板为925纯银，其尺寸为1×1000×1000mm；所述铝板为纯铝1060，其尺寸为16×1000×1000mm。

优选的，所述银支撑的放置间距为480-520mm，银支撑的厚度为0.8-1.2mm，高度为6-10mm；所述铝支撑的放置间距为480-520mm，铝支撑的厚度为0.8-1.2mm，高度为6-10mm。

优选的，所述第一保护层及第二保护层均采用软橡胶板制作，其厚度均为1-2mm。

优选的，所述第一炸药层及第二炸药层均为乳化硝铵炸药混合炸药，第一炸药层的爆速为1600-1800m/s，铺药厚度为20-25mm；第二炸药层的爆速1800-2000m/s，铺药厚度为30-40mm。

优选的，所述第一炸药层及第二炸药层均通过8号工业雷管起爆。

优选的，所述机械冷加工为水切割。

有益效果

由于银与钢在爆炸过程中，不会产生银和钢的金属间化合物，众所周知，金间化合物是脆性相，容易在两种金属的界面形成孔洞，微裂纹等微小缺陷，并且由于银作为一种柔韧性和延展性非常好的材料，在爆炸焊接过程也起到了填充钢基体缺陷的作用，所以使用银作为过渡层能够起到增强气密性的作用。通过采用上述技术方案制造的铝银不锈钢复合板所制作的低温接头具有以下的有益效果：

（1）解决了之前铝铝钢材料在低温条件下耐久性较差的问题。

（2）气密性更高，尤其适用于低温容器行业，疫苗的储存、运输，lng等极端低温使用条件下，提高了产品的低温可靠性和环境适应性。

（3）通过对接头的氦质谱检测试验，泄漏率低于1*10^-9pam³/s，接头合格率达到100%。

附图说明

图1为本发明步骤1）的实施示意图；

图2为本发明步骤2）的实施示意图；

图中标记：1、细沙地基，2、不锈钢板，3、银支撑，4、银板，5、第一保护层，6、第一炸药层，7、工业雷管，8、银不锈钢复合坯料，9、铝支撑，10、铝板，11、第二保护层，12、第二炸药层。

具体实施方式

本实施方式通过以下三个具体实施例对本发明进行进一步阐述。

实施例1：

1）、选取牌号为s31603，规格尺寸为20×1000×1000mm的不锈钢板2，经过表面抛光去污，露出金属光泽后如图1所示水平放置在细沙地基1上，沿不锈钢板2的四条边的外缘依次放置银支撑3，每条边上相邻两个银支撑3的间距为480mm，银支撑3的厚度为0.8mm，高度为6mm；然后在银支撑3的顶部放置一块银板4，银板4选取925纯银，其规格尺寸为1×1000×1000mm，在银板4的上表面铺设厚度为1mm的软橡胶板作为保护银板4的第一保护层5；最后在软橡胶板的上均匀铺设一层乳化硝铵炸药混合炸药作为第一炸药层6，第一炸药层6的爆速为1600m/s，铺药厚度为20mm，在第一炸药层6中间插入一个8号工业雷管7引爆，将爆炸残留以及软橡胶板去除后即得到银不锈钢复合坯料8。

2）、将步骤1）中制备好的银不锈钢复合坯料8上的银表面作抛光处理后如图2所示，保持其水平放置在细沙地基1上，在银不锈钢复合坯料8上表面的边缘位置间隔放置铝支撑9，每条边上相邻两个铝支撑9的间距同样为480mm，铝支撑9的厚度为0.8mm，高度为6mm；然后在铝支撑9的上端放置一块铝板10，铝板10为纯铝1060，其尺寸为16×1000×1000mm，在铝板10的上表面铺设厚度为1mm的软橡胶板作为保护铝板10的第二保护层11，最后在第二保护层11上铺设乳化硝铵炸药混合炸药作为第二炸药层12，第二炸药层12的爆速1800m/s，铺药厚度为30mm，在第二炸药层12中间插入一个8号工业雷管7引爆，将爆炸残留物以及第二保护层11除去即获得铝银不锈钢复合坯料8。

3）、将步骤2）中制备好的铝银不锈钢复合坯料8校平，然后通过超声检测确定银支撑3和铝支撑9的位置并标记，最后通过水切割的方式并避开标记有银支撑3和铝支撑9的位置即可将校平后的铝银不锈钢复合坯料8切割成多个用于制作低温接头的铝银不锈钢复合板。

实施例2：

1）、选取牌号为s31603，规格尺寸为20×1000×1000mm的不锈钢板2，经过表面抛光去污，露出金属光泽后如图1所示水平放置在细沙地基1上，沿不锈钢板2的四条边的外缘依次放置银支撑3，每条边上相邻两个银支撑3的间距为500mm，银支撑3的厚度为1mm，高度为8mm；然后在银支撑3的顶部放置一块银板4，银板4选取925纯银，其规格尺寸为1×1000×1000mm，在银板4的上表面铺设厚度为1.5mm的软橡胶板作为保护银板4的第一保护层5；最后在软橡胶板的上均匀铺设一层乳化硝铵炸药混合炸药作为第一炸药层6，第一炸药层6的爆速为1700m/s，铺药厚度为23mm，在第一炸药层6中间插入一个8号工业雷管7引爆，将爆炸残留以及软橡胶板去除后即得到银不锈钢复合坯料8。

2）、将步骤1）中制备好的银不锈钢复合坯料8上的银表面作抛光处理后如图2所示，保持其水平放置在细沙地基1上，在银不锈钢复合坯料8上表面的边缘位置间隔放置铝支撑9，每条边上相邻两个铝支撑9的间距同样为500mm，铝支撑9的厚度为1mm，高度为8mm；然后在铝支撑9的上端放置一块铝板10，铝板10为纯铝1060，其尺寸为16×1000×1000mm，在铝板10的上表面铺设厚度为1.5mm的软橡胶板作为保护铝板10的第二保护层11，最后在第二保护层11上铺设乳化硝铵炸药混合炸药作为第二炸药层12，第二炸药层12的爆速1900m/s，铺药厚度为35mm，在第二炸药层12中间插入一个8号工业雷管7引爆，将爆炸残留物以及第二保护层11除去即获得铝银不锈钢复合坯料8。

3）、将步骤2）中制备好的铝银不锈钢复合坯料8校平，然后通过超声检测确定银支撑3和铝支撑9的位置并标记，最后通过水切割的方式并避开标记有银支撑3和铝支撑9的位置即可将校平后的铝银不锈钢复合坯料8切割成多个用于制作低温接头的铝银不锈钢复合板。

实施例3：

1）、选取牌号为s31603，规格尺寸为20×1000×1000mm的不锈钢板2，经过表面抛光去污，露出金属光泽后如图1所示水平放置在细沙地基1上，沿不锈钢板2的四条边的外缘依次放置银支撑3，每条边上相邻两个银支撑3的间距为520mm，银支撑3的厚度为1.2mm，高度为10mm；然后在银支撑3的顶部放置一块银板4，银板4选取925纯银，其规格尺寸为1×1000×1000mm，在银板4的上表面铺设厚度为2mm的软橡胶板作为保护银板4的第一保护层5；最后在软橡胶板的上均匀铺设一层乳化硝铵炸药混合炸药作为第一炸药层6，第一炸药层6的爆速为1800m/s，铺药厚度为25mm，在第一炸药层6中间插入一个8号工业雷管7引爆，将爆炸残留以及软橡胶板去除后即得到银不锈钢复合坯料8。

2）、将步骤1）中制备好的银不锈钢复合坯料8上的银表面作抛光处理后如图2所示，保持其水平放置在细沙地基1上，在银不锈钢复合坯料8上表面的边缘位置间隔放置铝支撑9，每条边上相邻两个铝支撑9的间距同样为520mm，铝支撑9的厚度为1.2mm，高度为10mm；然后在铝支撑9的上端放置一块铝板10，铝板10为纯铝1060，其尺寸为16×1000×1000mm，在铝板10的上表面铺设厚度为2mm的软橡胶板作为保护铝板10的第二保护层11，最后在第二保护层11上铺设乳化硝铵炸药混合炸药作为第二炸药层12，第二炸药层12的爆速2000m/s，铺药厚度为40mm，在第二炸药层12中间插入一个8号工业雷管7引爆，将爆炸残留物以及第二保护层11除去即获得铝银不锈钢复合坯料8。

3）、将步骤2）中制备好的铝银不锈钢复合坯料8校平，然后通过超声检测确定银支撑3和铝支撑9的位置并标记，最后通过水切割的方式并避开标记有银支撑3和铝支撑9的位置即可将校平后的铝银不锈钢复合坯料8切割成多个用于制作低温接头的铝银不锈钢复合板。

最后通过数控中心将实施例1、2以及3制造出的不锈钢复合板加工成低温接头并在通过实施例1、2以及3制造出的不锈钢复合板加工出的低温接头中各取五个进行氦质谱检测，通过实施例1制造出的不锈钢复合板加工的低温接头分别标号101、102、103、104以及105，通过实施例2制造出的不锈钢复合板加工的低温接头分别标号201、202、203、204以及205，通过实施例3制造出的不锈钢复合板加工的低温接头分别标号301、302、303、304以及305，检测时间为五分钟，检测结果如下表：

由上表检测结果显示可知，通过本发明的一种用于制作低温接头的铝银不锈钢复合板的制造方法所制造出的不锈钢复合板所加工出的低温接头，泄漏率均低于1*10^-9pam³/s，氦质谱检测的合格率达到100%，可广泛应用于石化、医疗等气密性要求严格的行业，满足使用要求。