一种可用于多层爆炸焊接的能量控制方法技术

本发明专利技术公开了一种可用于多层爆炸焊接的能量控制方法，该方法采用金属保护板与覆板和基板进行粘接，避免爆炸对复合材料造成损坏并实现对焊接参数的控制。覆层与顶金属保护板之间粘接，基板与底金属保护板之间粘接，粘接材料使用PET双面胶、普通双面胶、胶水或黄油。通过对顶保护板和底保护板，材料和尺寸的选择，可以实现对各层焊接过程的控制。中间层之间，中间层与覆板之间，中间层与基板之间通过间隔条隔开固定距离，并通过机械固定或粘接固定使得较薄的中间层保持不产生下垂弯曲。金属保护板可以调控爆炸焊接过程中的参数变化，使得多层复合材料性能更加均匀，同时降低了边界稀疏波的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种可用于多层爆炸焊接的能量控制方法
本专利技术涉及爆炸焊接
，具体涉及一种可用于多层爆炸焊接的能量控制方法。
技术介绍
层压金属复合材料(laminatedmetalcomposites)从古代开始就被发现具有优异的性能；例如，古代印度人使用多种折叠和锻造技术用软钢和硬钢制造大马士革剑，纳米级多层结构和分散的碳化物使大马士革剑具有出众的强度和韧性。其他例子也有，包括来自中国、泰国、印度尼西亚、德国、英国、比利时、法国和波斯的复合材料。以提供更好的性能也找到了现代材料的表达。层压材料具有不同寻常的性能，具有广泛应用前景的工程复合材料，如在前苏联层压复合材料设计已被广泛用于工程应用。从古代开始就已知将相似或不相似的金属或合金层压以形成复合材料的想法。层压金属的动机各不相同。例如，在渗碳最早形式的锻铁时，只有薄层可以渗碳，因此层压是一种制造散装材料的方法，这可能是最古老的层压板的动力。另一个原因是，硬质材料钢很少见，因此将其夹在更常见的材料之间很方便，这种动机是在中世纪的刀具中发现的。从机械角度来看，优化强度，韧性和清晰度的组合是层压的基础，如中国戟，日本刀和现代层压板。最后，基于装饰的吸引力具有强烈的动机，由于这个原因，许多现代刀具都是以层压形式制成的，但在古代刀具中也可能是动机。从现代工程结构的观点来看，这些原因将必须集中在机械性能的改进上，或者可能是在较便宜的材料之间插入昂贵的材料的经济方面。如层压金属复合材料的实际应用在前苏联比在西方世界更加发达，如苏联曾开发过一种独特的金属同心叠层炮管。层压金属复合材料技术的当代工程实例包括将层压材料用于包括大管，大压力容器和枪管的关键断裂应用。在所有这些应用中，层之间的内部界面限制了裂纹扩展通过几种不同的机制。在管道和压力容器的应用中，将薄钢板紧紧包裹在一起并焊接在一起，以形成同心的壳体，以抵抗整个厚度的裂纹扩展。层压板包括钢/钢，铝/钢，铜/钢和铝/铜等的双金属或多金属材料层压板。爆炸焊接是制造这种材料的有效方法。现代LMC可以通过许多技术来制造，例如粘合剂粘合，熔融复合，变形复合，沉积和喷涂成型等。在传统的热复合工艺中，组成材料的表面准备，粘结温度和压力，相互扩散以及组成材料之间的化学反应极大地影响了界面处的微观结构，化学性质和粘结强度，以及所得层压板的整体物理和机械性能。往往因工艺中的高温使得复合材料的界面结合强度及力学性能降低。沉积技术涉及诸如溅射，蒸发，化学或物理气相沉积(CVD或PVD)或电镀等组成材料的原子或分子规模的运输。除了电镀技术或喷涂沉积以外，许多沉积方法可能太慢且成本太高，无法用于制造大规模的承重部件。而传统的爆炸焊接工艺无法有效控制多层金属复合板各层的焊接参数，并且爆炸产生的烧蚀会对焊接后的多层金属复合板造成损坏。为了解决这些问题，本方法提出了一种通过金属保护板对爆炸焊接多层金属复合板进行优化的方法。
技术实现思路
本专利技术要解决爆炸焊接中的能量控制问题，解决多层爆炸焊接时各层焊接参数不均匀的问题。提供了精确控制爆炸焊接金属层合板性能的方法。解决多层材料爆炸焊接时覆层材料较薄时容易破坏的问题。本专利技术采用的技术方案为：一种可用于多层爆炸焊接的能量控制方法，采用金属保护板与覆板和基板进行粘接，避免爆炸对复合材料造成损坏并实现对焊接参数的控制；覆层与顶金属保护板之间粘接，基板与底金属保护板之间粘接，粘接材料使用PET双面胶、普通双面胶、胶水或黄油。进一步地，通过对顶保护板和底保护板，材料和尺寸的选择，可以实现对各层焊接过程的控制。进一步地，中间层之间，中间层与覆板之间，中间层与基板之间通过间隔条隔开固定距离，并通过机械固定或粘接固定使得较薄的中间层保持不产生下垂弯曲。进一步地，该方法也适用于一层中间层的情况，即传统的带夹层的三明治爆炸焊接结构。进一步地，该方法也适用于没有中间层的情况，即只有基板和覆板的双金属爆炸复合情况，且此种情况，基板和覆板为金属箔片也可实现爆炸焊接，制造双金属箔。一种可用于多层爆炸焊接的能量控制方法，具体包括如下步骤：步骤1、复合材料设计需要哪几种金属组合的复合材料、金属层合板中金属的排布方式、各层的厚度和所需金属层合板的长宽尺寸；设计过程择优层合板最外侧两层金属即覆板和基板厚度择优应大于中间层厚度2倍以上，择优中间层各层厚度在0.01-2mm，最外层厚度择优在0.1-10mm；步骤2、原材料的准备覆板、基板及中间层各层按照所需的最终复合材料的材料组合进行原料的选择和在市面上购买相应厚度的材料；根据所需的金属层合板的长宽尺寸，对保护板、覆板、基板及中间层进行切割加工；覆板、基板、中间层长宽择优大于最终所需金属层合板10-50mm；覆板和基板的长宽尺寸择优大于中间层；步骤3、原材料的处理清洁将覆板、基板和各中间层的待焊接面打磨抛光以去除表面氧化膜，然后用丙酮或酒精清洗，并干燥待用；步骤4、复合结构的准备将覆板使用粘合材料粘接到覆层保护板上，将基板使用粘合材料粘接到基板保护板上；将质量分数5％-35％的中空玻璃与65％-95％的乳化基质混合制成乳化炸药，并将乳化炸药放入纸盒，薄金属盒或铝蜂窝制作的药框中，得到炸药；步骤5、复合结构的配置按照金属层合板的各层排布顺序，按照从包括基板和底保护板的粘合物的下部，到中间部分的各中间层，再到包括覆板和顶保护板的粘合物上部的顺序进行叠放，各层间通过支架进行固定，保持固定间隙；支架固定有两种方式可将支架上涂覆粘接剂与各层金属粘接固定，或使用带孔的支架待叠层放置完成后，使用螺栓和螺母进行固定；支架固定位置有两种：当多层材料沿爆炸焊接方向的尺寸大于垂直于爆轰方向的尺寸时，支架可固定在沿爆炸焊接方向的前后两端；当多层材料沿爆炸焊接方向的尺寸小于垂直于爆轰方向的尺寸时，支架可固定在垂直于爆轰方向的两侧；爆炸焊接方向：雷管往往放置在板材一侧，引爆雷管后炸药传爆的方向即为爆炸焊接方向；待顶保护板与覆板，中间层，底保护板与基板和支架完成固定后，将炸药放置在顶保护板上；步骤6、爆炸焊接进行将雷管放置在炸药一端，起爆后得到多层金属复合板。进一步地，还可以包括步骤6、爆炸焊接后处理；可将得到的多层金属复合板放入热处理炉中进行退火处理。进一步地，步骤2中保护板为铝、铜和钢，厚度为0.5-3mm，长宽应择优大于覆层和基板5-30mm。进一步地，步骤4中粘合材料择优PET双面胶、胶水、黄油。本专利技术与现有技术相比的优点在于：(1)本专利技术通过对顶保护板和底保护板，材料和尺寸的选择，可以实现对各层焊接过程的控制。(2)本专利技术金属保护板可以调控爆炸焊接过程中的参数变化，使得多层复合材料性能更加均匀。(3)本专利技术金属保护板降低了边界稀疏波的影响。附图说明图1为本专利技术爆炸多层复合板结构示意图一；图2为本专利技术爆炸多层复合板结构示意图二；图3为不同保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可用于多层爆炸焊接的能量控制方法，其特征在于：采用金属保护板与覆板和基板进行粘接，避免爆炸对复合材料造成损坏并实现对焊接参数的控制；覆层与顶金属保护板之间粘接，基板与底金属保护板之间粘接，粘接材料使用PET双面胶、普通双面胶、胶水或黄油。/n

【技术特征摘要】
1.一种可用于多层爆炸焊接的能量控制方法，其特征在于：采用金属保护板与覆板和基板进行粘接，避免爆炸对复合材料造成损坏并实现对焊接参数的控制；覆层与顶金属保护板之间粘接，基板与底金属保护板之间粘接，粘接材料使用PET双面胶、普通双面胶、胶水或黄油。


2.根据权利要求1所述的一种可用于多层爆炸焊接的能量控制方法，其特征在于：通过对顶保护板和底保护板，材料和尺寸的选择，可以实现对各层焊接过程的控制。


3.根据权利要求1所述的一种可用于多层爆炸焊接的能量控制方法，其特征在于：中间层之间，中间层与覆板之间，中间层与基板之间通过间隔条隔开固定距离，并通过机械固定或粘接固定使得较薄的中间层保持不产生下垂弯曲。


4.根据权利要求1所述的一种可用于多层爆炸焊接的能量控制方法，其特征在于：该方法也适用于一层中间层的情况，即传统的带夹层的三明治爆炸焊接结构。


5.根据权利要求1所述的一种可用于多层爆炸焊接的能量控制方法，其特征在于：该方法也适用于没有中间层的情况，即只有基板和覆板的双金属爆炸复合情况，且此种情况，基板和覆板为金属箔片也可实现爆炸焊接，制造双金属箔。


6.一种可用于多层爆炸焊接的能量控制方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤1、复合材料设计
需要哪几种金属组合的复合材料、金属层合板中金属的排布方式、各层的厚度和所需金属层合板的长宽尺寸；设计过程择优层合板最外侧两层金属即覆板和基板厚度择优应大于中间层厚度2倍以上，择优中间层各层厚度在0.01-2mm，最外层厚度择优在0.1-10mm；
步骤2、原材料的准备
覆板、基板及中间层各层按照所需的最终复合材料的材料组合进行原料的选择和在市面上购买相应厚度的材料；根据所需的金属层合板的长宽尺寸，对保护板、覆板、基板及中间层进行切割加工；覆板、基板、中间层长宽择优大于最终所需金属层合板10-50mm；覆板和基板的长宽尺寸择优大于中间层...

【专利技术属性】
技术研发人员：马宏昊，田启超，赵阳，沈兆武，王晓明，任智强，王文宇，滕涛，李壬栋，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，中国人民解放军陆军装甲兵学院，
类型：发明
国别省市：安徽;34