钛铜爆炸复合板结构的制作方法

本实用新型涉及复合板的技术领域，特别涉及一种钛铜爆炸复合板结构。

背景技术：

爆炸复合法生产的复合材料兼顾了被复合金属的多种优点，已经广泛应用于造船、石油、冶金、化工机械、航空航天、原子能等工业领域。生产中应用较多的复合板是以钛及其合金或不锈钢或镍及其合金或锆及其合金或铜及其合金等作为复层，以低碳钢或低合金钢为基层，以爆炸方式焊接复合或爆炸复合再加以轧制而成的多层复合金属材料。

因为金属钛的优异耐蚀性和比强度高等优点现在被广泛应用，但是钛的导电性较差(仅为铜的导电能力的3％左右)，为此开发的纯钛ta1和紫铜t2的爆炸复合板，兼顾了钛的耐酸腐蚀特性和铜的良导体特性，它在湿法冶炼设备电极制作中(例如，如电解法生产氯酸钾的复极式电解槽中，应用钛铜复合板制作阴极种板的导电挂耳电极)应用日益广泛，减少了检修困扰、增加了电极导电性(钛铜复合板结合界面电阻率仅为13.88*10-7ω/cm2)，从而使设备使用寿命大幅提高，尤其这类大型设备要求材料焊缝少，所以对大面积的钛铜复合板需求量不断增加。

由于大面积爆炸复合时板面尺寸太大造成爆速的不均匀性，结合率低，结合强度不高，一般只能生产3～10平方米小面积的复合板，对于大型设备的制作需要把多块复合板焊接制作，这样焊缝增多，强度减少，耐腐蚀能力也降低，易造成焊缝腐蚀。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种钛铜爆炸复合板结构，其优点是：便于操作者将面积较大的铜板和钛板整体爆炸焊接在一起形成复合板。

本实用新型的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种钛铜爆炸复合板结构，包括水平放置在工作台上的铜板，所述铜板的上方悬置有钛板，所述钛板背离铜板的一侧设有第一炸药层，所述第一炸药层设为圆形，所述钛板背离铜板的一侧沿同一平面均匀的排布有多个第一炸药层，相邻两个所述圆形的第一炸药层的外周缘相切，所述第一炸药层的圆心埋设有电雷管。

通过上述技术方案，多个圆形的第一炸药层均匀的分布在钛板和铜板的上方，当电雷管通电时，第一炸药层呈放射式爆炸，使得大面积的钛板爆炸焊接在铜板上，从而完成大面积的钛板和铜板的整体焊接。由于炸药在爆炸时的冲击力度是从引爆点向外围递减扩散的，所以圆形的第一炸药层的设置，使得每个圆形的第一炸药层在被电雷管从圆心位置引爆时从圆心向外周扩散，此时相邻的第一炸药层的相切处被重叠爆炸焊接在一起，从而使得面积较大的钛板和铜板被整体焊接在一起，减小了将多块复合板焊接在一起时易造成焊缝腐蚀的可能。

本实用新型进一步设置为：所述第一炸药层的上方在相邻四个第一炸药层之间的空隙处的上方设有第二炸药层，所述第二炸药层的圆心也埋设有电雷管。

通过上述技术方案，第二炸药层的设置，减少了相邻四个第一炸药层之间的间隙处因未被炸药覆盖而使得爆炸焊接时因受到的冲击力较弱，而导致这块区域的钛板和铜板的焊接效果不理想的可能，从而有利于保证面积较大的钛板和铜板整体爆炸焊接在一起的质量。

本实用新型进一步设置为：所述钛板和铜板之间支撑有铜支杆，所述铜支杆沿竖直方向的两端分别嵌置在钛板和铜板内，所述钛板通过铜支杆支撑在铜板的上方。

通过上述技术方案，在钛板被焊接在铜板上之前，铜支杆固定支撑在钛板和铜板之间，使得钛板和铜板之间留有空隙，从而便于第一炸药层和第二炸药层爆炸时，钛板受到炸药的冲击力经过钛板和铜板之间的空隙被焊接到铜板上，增强了焊接的效果。同时，由于铜具有良好的导电性，因此选用铜作为支撑有利于保证复合板整体的导电性。

本实用新型进一步设置为：所述铜支杆位于铜板内的一端的端部设为圆锥状，所述铜支杆位于钛板内的一端焊接有铜片，所述铜片的面积大于铜支杆的横截面积。

通过上述技术方案，这样设置，当钛板在炸药的冲击力下朝向铜板移动时，此时铜支杆的铜片均匀的受到钛板的压力，铜支杆圆锥状的底端的设置，减少了铜支杆的底端和铜板之间的接触面积，在相同的压力条件下压强增大，从而有利于铜支杆在钛板施加的压力下嵌入到铜板内,从而有利于钛板和铜板焊接在一起时铜支杆能够全部嵌入在钛板和铜板内，保证了复合板的焊接质量。

本实用新型进一步设置为：所述铜板的外周缘设为圆角，所述钛板朝向铜板的一侧设为与铜板的外周缘相配合的包边。

通过上述技术方案，由于钛具有良好的抗腐蚀性能，这样设置，便于钛板在炸药的冲击力下焊接在铜板上时，钛板上的包边将铜板外周缘的圆角全部包裹住，从而使得铜板的上面及外周缘被钛板全部覆盖上，从而有利于保证复合板的抗腐蚀效果。

本实用新型进一步设置为：所述铜板和钛板之间设有缓冲层，所述缓冲层焊接在钛板朝向铜板的一侧，所述缓冲层是由q345b材料制成的缓冲层，所述铜板的厚度为15mm,所述钛板的厚度为5mm，所述缓冲层的厚度为10mm。

通过上述技术方案，将q345b的厚度设置的比钛板厚，当进行爆炸焊接时q345b代替部分钛板被焊接到铜板上，由于钛的生产成本比q345bc高，有利于减少生产复合板时对钛的使用，有利于减少生产成本。

本实用新型进一步设置为：所述钛板朝向铜板的一侧设有若干纵截面为梯形的凸起，所述铜板朝向钛板的一侧开设有若干纵截面为矩形的凹槽，所述凸起部分限制在凹槽内，并且所述凸起远离钛板的一端与凹槽的槽底相抵触。

通过上述技术方案，钛板在受到炸药的冲击时，钛板朝向铜板焊接贴附，此时钛板上的梯形的凸起在钛板的冲击力下被完全挤压到矩形的凹槽内，进一步提高了钛板和铜板之间固定焊接效果。

本实用新型进一步设置为：所述铜板的牌号为t1，所述钛板的牌号为纯钛ta1。

通过上述技术方案，t1含杂质总量不大于0.05％，纯度高，电阻率小，具有良好的导电性能，纯钛ta1具有优良的冲压工艺性能和焊接性能，选用纯钛ta1有利于增强复合板的焊接效果。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：

1.便于操作者生产面积较大的整块的复合板，减少了将多块面积较小的负荷板拼接焊接成在一起时容易焊缝腐蚀的可能；

2.减少了生产复合板时对纯钛ta1的使用，降低了整块复合板的生产成本。

附图说明

图1是本实施例中用于体现复合板的结构示意图。

图2是图1中a部的放大图。

图3是图1中b部的放大图。

图4是本实施例中用于体现第一炸药层和第二炸药层在复合板上的分布结构的结构示意图。

附图标记：1、铜板；2、钛板；3、第一炸药层；4、电雷管；5、第二炸药层；6、铜支杆；7、铜片；8、包边；9、缓冲层；10、凸起；11、凹槽；12、圆角；13、复合板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

实施例：一种钛铜爆炸复合板结构，参考图1和图2，包括水平放置在工作台（图中未显示）上的铜板1，铜板1的上方悬置有一块钛板2，铜板1的牌号为t1，钛板2的牌号为纯钛ta1。t1含杂质总量不大于0.05％，纯度高，电阻率小，具有良好的导电性能，纯钛ta1具有优良的冲压工艺性能和焊接性能。在本实施例中，钛板2和铜板1的大小相同，钛板2和铜板1的长度为500mm，宽度为300mm。

参考图4，钛板2背离铜板1的一侧铺设有若干圆形的第一炸药层3，钛板2背离铜板1的一侧沿同一平面均匀的排布有多个第一炸药层3，相邻两个圆形的第一炸药层3的外周缘相切，第一炸药层3的圆心埋设有电雷管4。第一炸药层3的上方在相邻四个第一炸药层3之间的空隙处的上方铺设有一层圆形的第二炸药层5，第二炸药层5的圆心也埋设有电雷管4。进行爆炸焊接时，操作者将电雷管4通电引爆第一炸药层3和第二炸药层5，爆炸时炸药量为5g/c㎡左右，爆炸速度为2000m/s左右。第一炸药层3的炸药爆炸产生的冲击力从圆心位置向外周扩散，并且第一炸药层3和第二炸药层5重叠爆炸进行焊接，使得面积较大的钛板2（图1）和铜板1（图1）被整体焊接在一起，减少了操作者将面积较小的复合板13拼合焊接在一起组成面积较大的复合板13时，腐蚀材料容易通过相邻两块复合板13之间的焊接缝渗透进去对复合板13造成腐蚀的可能。

参考图1和图3，钛板2和铜板1之间支撑有铜支杆6，铜支杆6沿竖直方向的两端分别嵌置在钛板2和铜板1内，钛板2通过铜支杆6支撑在铜板1的上方。铜支杆6位于铜板1内的一端的端部设为圆锥状，铜支杆6位于钛板2内的一端焊接有铜片7，铜片7的面积大于铜支杆6的横截面积。当钛板2在炸药的爆炸的冲击力下朝向铜板1焊接贴附，此时铜支杆6在钛板2的冲击力下朝向铜板1内冲击嵌入，从而使得整个铜支杆6完全嵌置在铜板1和钛板2内。铜支杆6顶端的铜片7和底端圆锥状的设置，增大了铜支杆6的受力面积，减小了铜支杆6和铜板1之间的接触面积，在相同的压力下增大了压强，从而便于铜支杆6在相同的压力条件下快速的嵌入到铜板1内，使得钛板2和铜板1焊接的更加紧密，提高了爆炸焊接的质量。

参考图1和图2，钛板2朝向铜板1的一侧设有若干纵截面为梯形的凸起10，铜板1朝向钛板2的一侧开设有若干纵截面为矩形的凹槽11，凸起10部分限制在凹槽11内，并且凸起10远离钛板2的一端与凹槽11的槽底相抵触。钛板2在受到炸药的冲击时，钛板2朝向铜板1焊接贴附，此时钛板2上的梯形的凸起10在钛板2的冲击力下被完全挤压到矩形的凹槽11内，使得凸起10连带着钛板2紧密的限制在铜板1上，增加了钛板2和铜板1之间连接的紧密性，进一步提高了钛板2和铜板1之间的焊接质量。

参考图1和图3，铜板1和钛板2之间设有缓冲层9，缓冲层9焊接在钛板2朝向铜板1的一侧，缓冲层9是由q345b材料制成的缓冲层9，铜板1的厚度为15mm,钛板2的厚度为5mm，缓冲层9的厚度为10mm。由于钛的生产成本比q345bc高，当进行爆炸焊接时q345b代替部分钛板2被焊接到铜板1上，有利于减少生产复合板13时对钛的使用，有利于减少生产成本。由于铜板1的外周缘设为圆角12，钛板2朝向铜板1的一侧设为与铜板1的外周缘相配合的包边8。钛板2在炸药的冲击力下焊接在铜板1上时，钛板2上的包边8将铜板1外周缘的圆角12全部包裹住，从而使得铜板1的上面及外周缘被钛板2全部覆盖上，从而有利于保证复合板13的抗腐蚀效果。

动作过程：对钛板2和铜板1进行爆炸焊接时，操作者通过给电雷管4通电引爆第一炸药层3和第二炸药层5，钛板2在炸药的冲击力下朝向铜板1焊接贴附，此时铜支杆6在钛板2的冲击力下朝向铜板1内嵌入，钛板2上的凸起10在钛板2的冲击力下被完全挤压填充到铜板1内的凹槽11内，缓冲层9代替部分钛板2焊接到铜板1上，从而使得面积较大的钛板2和铜板1焊接在一起形成一整块复合板13。

本具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。