一种低强度金属薄复板爆炸复合的制备方法技术

本发明专利技术涉及爆炸焊接技术领域，具体涉及一种低强度金属薄复板爆炸复合的制备方法。本发明专利技术采用低速炸药，以低强度金属为复板，复板与炸药之间设吸油纸和硅胶板，在炸药上铺设塑料薄膜，薄膜上方设润湿海绵，基板下方设钢板作为垫板，基板和钢板之间设橡胶板缓冲，复合前在薄膜下方充入保护气体，以爆炸焊接方式将基板和复板制成复合板材。硅胶板能均匀复板所受爆炸压力，吸油纸能充分吸收热量，降低爆炸对复板的冲击压力和热量，减少炸药的不均匀性对爆炸焊接效果和表面质量的影响，薄膜加润湿海绵可降低炸药使用量，减少对环境的污染，能制备出结合程度≥99.6％、界面熔化减少的复合板材，复板表面未出现烧伤、压痕、起皮和凹坑等问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种低强度金属薄复板爆炸复合的制备方法


[0001]本专利技术涉及爆炸焊接
，具体提供了一种低强度金属薄复板爆炸复合的制备方法。

技术介绍

[0002]爆炸焊接是一种固相焊接方法，借助炸药爆炸后的爆轰压力，推动复板与基板发生碰撞。在碰撞过程中，界面处产生高速射流，清除界面间的杂质。并且界面处高温高压的环境下，使金属界面之间具有较高的结合强度。
[0003]目前制备大面积复合板，将软金属作为复板与基板焊接，对于复板较薄时，为了保证较好的界面焊接质量和复板表面质量，避免在炸药爆炸的冲击波下出现复板断裂和表面出现烧伤、较深的压痕、起皮和凹坑等问题，通常会采用加厚复板、与其他金属粘合共同构成复板和添加防护层等方式进行控制。
[0004]但在实际过程中，加厚复板并在爆炸后通过铣削等表面修磨除去一层金属的方法，不仅增加了炸药的用量，并且浪费了复板的金属，增加了生产的成本。与较厚的金属粘在一起，可能其他金属产生的射流影响界面质量，而且不便于制备大规模复合板。黄油、沥青、橡胶和水玻璃等防护层较难控制厚度，薄厚不均容易造成复合板界面波形差异，影响焊接质量。软塑料、橡胶和油毡容易在爆炸冲击波下滑动，与复板表面贴合情况不佳，对制备大面积复合板难以起到较好的表面保护。而且，爆炸焊接所选用的炸药在制备和放置于复板上时的不均匀性也会对焊接效果和表面质量造成影响，导致部分区域出现由于冲击压力过大引起复板凹陷及界面过熔等问题。
[0005]目前如何通过爆炸制备金属薄板爆炸复合材料目前已经有一些研究。如：在公开的专利201610270426.8中涉及了一种薄板爆炸焊接用膏状乳化炸药，该专利中其复板采用的是屈服强度或硬度较高的铜板或钛板，而且其所得产品的结合率最大值也只达到了98.5％(该专利的实施例5)，其只能做到产品表面基本没损伤。申请号为201810177487.9的中国专利公开了一种铁基金属玻璃箔与多层金属箔板的爆炸焊接方法，但该专利中所用的铁基金属玻璃的维氏硬度已经大于1200(见https://www.doc88.com/p
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911955349313.html，即郭胜锋的博士论文《铁基块体金属玻璃及其复合材料的强韧化研究》正文第6页最后一段)，同时该技术中其他金属箔板的厚度均为5mm。申请号为CN112518097 B的中国专利公开了一种钨箔爆炸焊接的方法，旨在解决脆性钨箔的爆炸焊接问题。该专利中复板采用的钨箔，但钨的强度、硬度均较高。中国专利申请CN114160952A一种添加传压层的箔板爆炸焊接装置，采用纸盒盛装的食盐作为传压层，将有效避免箔板表面的灼伤问题，但该专利并未涉及到复板的材质，也未涉及到产品的表面质量。专利CN115007990A一种具有普适性的金属箔爆炸焊接方法；该专利的核心技术之一在于：强度层材料要求硬度大于基板、复板材料。
[0006]由此可知，现有技术中并未涉及如何利用低强度金属薄板作为复板，无需强度层的支撑，通过爆炸的方式来制备优质复合板的相关记载。

技术实现思路

[0007]针对现有技术的不足，本专利技术首次提出不采用强度层，利用低强度金属为复板，通过爆炸来制备优质复合板的技术。本专利技术针对较大面积(大于0.2m2)的薄复板爆炸焊接复合材料，解决炸药性质引起的焊接参数不均匀；薄复板硬度较软；较高碰撞速度导致的界面熔化等焊接问题，使复合板具有较好的表面质量和焊接效果。
[0008]本专利技术提供了一种低强度金属薄复板爆炸复合的制备方法，目的是解决较软的薄复板焊接时出现的复板断裂和表面出现烧伤、较深的压痕、起皮和凹坑等问题，降低碰撞的能量以减小界面熔区的产生，尤其是由于炸药性质引起的焊接参数不均匀和薄复板硬度较软的焊接问题，使复合板具有较好的表面质量和焊接效果。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0010]一种低强度金属薄复板爆炸复合的制备方法，引爆前，设置如下结构：以低强度金属作为复板7，复板7往上，依次设有吸油纸6、硅胶板5、炸药4、塑料薄膜2、海绵1；复板7往下；依次设有间隙柱8、基板9、橡胶板10、钢板11；钢板的四周布置有沙子；引爆时通过炸药的爆炸，使得复板7与基板9复合，得到产品。
[0011]所述复板的硬度小于等于35HBs，基板的硬度大于复板的硬度；
[0012]或所述复板的屈服强度小于等于70MPa、优选为小于等于35MPa、进一步优选为小于等于20MPa，基板的屈服强度大于复板的屈服强度。在本专利技术中，甚至可以采用屈服强度为5～10MPa的铅板来做复板。所述复板的厚度≤2mm。
[0013]本专利技术中，炸药4一般放置在药箱中，药箱的一侧布置雷管3方便引爆。复板7与药箱之间设置吸油纸6和硅胶板5，即复板7吸油纸6直接接触，吸油纸6位于复板7和硅胶板5之间。
[0014]本专利技术在所述药箱上方铺设塑料薄膜将爆炸焊接装置遮盖，在与药箱相对的塑料薄膜位置上方设置润湿的海绵。在基板9下方依次设置橡胶板10、钢板11，爆炸前在所述塑料薄膜2的下方充入保护气体，通过爆炸焊接方式将基板和复板制成复合板材；橡胶板对基板起到缓冲吸能的作用，硅胶板均匀复板各处所受到的压力，吸油纸可以充分吸收热量，润湿海绵压覆在炸药上方可以降低炸药使用量，同时还能吸收噪音和灰尘，减少对周边环境的污染；该方法可以减小爆炸焊接所需的炸药厚度，降低炸药爆炸对复板的冲击压力和热量，能制备出结合性能好、界面熔化情况大幅减少的复合板材，且复板表面未出现烧伤、较深的压痕、起皮和凹坑等问题。
[0015]作为优选，本专利技术一种低强度金属薄复板爆炸复合的制备方法，包括如下步骤：
[0016]A、对基板和复板的各表面进行打磨，去除各表面的油污和氧化层，使基板和复板表面保持洁净平整；
[0017]B、挖出土坑、在土坑内填沙，或挖出沙坑，清理平整后作为试验场地，保持坑内清洁干燥；
[0018]C、在坑内上放置钢板，钢板嵌于沙中，清除钢板表面杂物并保持钢板水平，再在钢板上表面正中心水平放置橡胶板；
[0019]D、在橡胶板上表面正中心水平放置基板，并在基板的上表面四个角处放置间隙柱；
[0020]E、将复板水平置于间隙柱上，并在复板上方水平铺上在油中浸泡过的吸油纸，将
硅胶板水平放在吸油纸上，硅胶板、吸油纸的中心均与复板中心重合；
[0021]F、在硅胶板上表面正中心水平放置长方体纸质药箱，在药箱内均匀铺设低速炸药，并安装雷管于药箱短边一侧，用引线将雷管与引爆装置连接，合上药箱盖；
[0022]G、在药箱上铺上一层塑料薄膜，遮盖住下方的爆炸焊接装置；在薄膜上与药箱对应的位置水平放上浸水湿润过的海绵；
[0023]H、向试验场地内通入保护气体，使保护气体从爆炸焊接装置中逐渐充满整个试验场地，然后引爆雷管得到复合板材粗品。
[0024]在工业上应用时，可对复合板材粗品进行清表、切边、打磨，检测合格后制得复合板材成品。
[0025]作为优选方案，所述试验场地下底面的长度为30本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低强度金属薄复板爆炸复合的制备方法，其特征在于：引爆前，设置如下结构：以低强度金属作为复板(7)，复板(7)往上，依次设有吸油纸(6)、硅胶板(5)、炸药(4)、塑料薄膜(2)、海绵(1)；复板(7)往下；依次设有间隙柱(8)、基板(9)、橡胶板(10)、钢板(11)；钢板的四周布置有沙子；引爆时通过炸药的爆炸，使得复板(7)与基板(9)复合，得到产品，复板的硬度小于等于35HBs，基板的硬度大于复板的硬度；或所述复板的屈服强度小于等于70MPa、优选为小于等于35MPa、进一步优选为小于等于20MPa，基板的屈服强度大于复板的屈服强度；所述复板的厚度≤2mm。2.根据权利要求1所述的一种低强度金属薄复板爆炸复合的制备方法，其特征在于：炸药(4)放置在药箱中，药箱的一侧布置雷管(3)方便引爆；复板(7)与药箱之间设置吸油纸(6)和硅胶板(5)，即复板(7)吸油纸(6)直接接触，吸油纸(6)位于复板(7)和硅胶板(5)之间。3.根据权利要求1所述的一种低强度金属薄复板爆炸复合的制备方法，其特征在于：所述药箱或炸药上方铺设塑料薄膜将爆炸焊接装置遮盖，在与药箱相对的塑料薄膜位置上方设置润湿的海绵；在基板下方依次设置橡胶板、钢板，爆炸前在所述塑料薄膜的下方充入保护气体，通过爆炸焊接方式将基板和复板制成复合板材。4.根据权利要求1所述的一种低强度金属薄复板爆炸复合的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：A、对基板和复板的各表面进行打磨，去除各表面的油污和氧化层，使基板和复板表面保持洁净平整；B、挖出土坑、在土坑内填沙，或挖出沙坑，清理平整后作为试验场地，保持坑内清洁干燥；C、在坑内上放置钢板，钢板嵌于沙中，清除钢板表面杂物并保持钢板水平，再在钢板上表面正中心水平放置橡胶板；D、在橡胶板上表面正中心水平放置基板，并在基板的上表面四个角处放置间隙柱；E、将复板水平置于间隙柱上，并在复板上方水平铺上在油中浸泡过的吸油纸，将硅胶板水平放在吸油纸上，硅胶板、吸油纸的中心均与复板中心重合；F、在硅胶板上表面正中心水平放置长方体纸质药箱，在药箱内均匀铺设低速炸药，并安装雷管于药箱短边一侧，用引线将雷管与引爆装置连接，合上药箱盖；G、在药箱上铺上一层塑料薄膜，遮盖住下方的爆炸焊接装置；在薄膜上与药箱对应的位置水...

【专利技术属性】
技术研发人员：李慧中，陆雨晨，梁霄鹏，曾智恒，李灏，陈慧杰，
申请(专利权)人：湖南方恒新材料技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：