【技术实现步骤摘要】
本申请涉及金属复合板，更具体地说，它涉及一种新型船用金属复合板的爆炸焊接制备方法。
技术介绍
1、目前国内船舶建造主要使用钢板及一些防腐涂料，由于海洋环境非常复杂，船体及相关部件极易被腐蚀，大大提高了船舶的维修成本，并降低了船舶的使用寿命。在海洋环境中金属材料展现出了抗腐蚀、轻量化、高强度、耐高温冲击等优点，极其适用于海洋工程。但其昂贵的造价限制了其应用，而金属复合板作为单一稀贵金属的代用品，有着节约贵金属使用量、降低50%-70%制造成本的明显优势。金属复合板的复层材料可以选择钒、钛、镍、不锈钢等，基层可以选择船舶用钢。
2、爆炸复合法是利用焊接能源爆炸驱动复板与基板倾斜碰撞产生金属射流清除金属表面氧化膜，同时在巨大的压力下两金属原子实现冶金结合。该方法制备工艺简单、成本低，用于制备复层和基层较厚的复合板，是生产金属复合板的重要方法。
3、目前采用爆炸制备复合板所选取的焊接能源主要为炸药。炸药属于重大危险源，在工业生产使用中受到很大的限制，同时目前国内的铵油炸药、乳化炸药并不能直接用于爆炸复合，需要添加各种添加剂，对炸药性能组分的控制极其繁琐。目前爆炸复合法中主要采用点状间隙支撑的方法使复层和基层保持一定距离，进而发生倾斜碰撞。这种方法无法保证大面积及超薄金属复层的平整性，并会冲破超薄金属，大面积和超薄金属复合板的制造生产也成为了我国军工、高端制造产业的问题。
技术实现思路
1、为了进一步提高新型船用金属复合板的焊接效率和焊接质量，本申请提供一种新型船用金
2、第一方面，本申请提供一种新型船用金属复合板的爆炸焊接制备方法，采用如下的技术方案：
3、一种新型船用金属复合板的爆炸焊接制备方法，包括焊接能源，所述焊接能源按质量份数包括以下组分：甲烷40-55份、氧气45-60份、椰壳活性炭2-3份、二氧化硅@氧基-全氟化碳2.5-3.5份；将所述焊接能源充装在高压充气袋内；具体包括以下步骤：s1，制备焊接能源袋：将高压充气袋抽真空，然后将椰壳活性炭放置于另一喷粉枪内，然后将喷粉枪与甲烷瓶连接，将甲烷和椰壳活性炭由喷粉枪充入高压充气袋内，2h后，再将二氧化硅@氧基-全氟化碳放置于另一喷粉枪内，然后将喷粉枪与氧气瓶连接，将氧气和二氧化硅@氧基-全氟化碳由喷粉枪充入高压充气袋内，静置20min；s2，组装：将待焊接的复层金属和基层金属之间，采用金属条焊接密封，焊接之后充入高压空气，使二者完全平行；s3，将焊接能源袋固定于复层金属之上，将雷管与焊接能源袋连接；s4，爆炸焊接：点燃雷管起爆焊接能源进行爆炸焊接。
4、通过采用上述技术方案，使用气体甲烷、氧气作为主要爆炸源，以椰壳活性炭和二氧化硅@氧基-全氟化碳作为粉体爆炸源，同时椰壳活性炭吸附的甲烷和二氧化硅@氧基-全氟化碳储藏的氧气进一步参与爆炸，形成多能级爆炸，产生了优异的爆炸焊接效果，该焊接能源代替了传统的炸药，更加安全便捷的同时，大大降低了生产成本，同时采用高压空气支撑代替了传统的点状支撑，可以保证大面积、超薄金属的平整性。
5、优选的，所述甲烷纯度>99.995v%，乙烷含量≦15v/10-6，氧含量≦5v/10-6，氢含量≦5v/10-6，水分含量≦5v/10-6；氧气纯度>99.7v%，氩含量≦10v/10-6，氢含量≦5v/10-6，一氧化碳含量≦5v/10-6，二氧化碳含量≦5v/10-6，甲烷含量≦5v/10-6，水分含量≦5v/10-6。
6、通过采用上述技术方案，采用工业甲烷和工业氧气作为主要爆炸源，工艺简单，成本低廉。
7、优选的，焊接能源充装在高压充气袋内时的充气压力为0.5-2mpa。
8、通过采用上述技术方案，采用0.5-2mpa的充气压力，充气过程更为安全。
9、优选的，所述二氧化硅@氧基-全氟化碳的制备方法如下：（1）称取大豆卵磷脂2g，磷酸盐缓冲液10ml混合研磨充分，然后稀释至100ml，超声波分散仪作用20min，充入氮气2min，密封体系，然后向体系内充入全氟丁基环己烷20g，分别以1000、5000、10000、25000rpm剪切分散10min，得均匀的全氟化碳乳液；（2）将全氟化碳乳液放入高压氧舱内30min，充分吸收氧气，得到氧基-全氟丁基环己烷乳液；（3）将改性二氧化硅粉末5g浸入氧基-全氟丁基环己烷乳液20ml，400rpm搅拌1.5h后，过滤，得二氧化硅@氧基-全氟化碳湿粒；（4）将石蜡粉末3g与二氧化硅@氧基-全氟化碳湿粒混合7g，机械研磨3h，放至金属筛网，然后加热60℃至石蜡融化，多余的石蜡滴落，然后冷却，二氧化硅@氧基-全氟化碳颗粒表面形成石蜡膜，得二氧化硅@氧基-全氟化碳。
10、通过采用上述技术方案，以二氧化硅为载体，全氟化碳为氧气溶剂，并以石蜡封存，制备的二氧化硅@氧基-全氟化碳能够较好储存氧气。
11、优选的，所述改性二氧化硅粉末的制备方法为：将正硅酸四乙酯6ml、无水乙醇15ml、去离子水1ml与0.2mol/l的盐酸0.3ml混合，搅拌5分钟后于50℃下水解5h，之后加入0.8mol/l的氨水溶液1ml，搅拌5分钟后于50℃下凝胶4h；之后将凝胶破碎后再加入没破碎过的气凝胶2ml，于50℃下老化15h；之后倒出乙醇溶液加入对应量的正己烷，将正己烷-凝胶放在50℃的水浴锅中18h；倒掉正己烷后加入对应量的含质量百分数20%三甲基氯硅烷与正己烷的混合液进行改性12h之后倒掉溶液后在120℃干燥箱中干燥4h，得改性二氧化硅气凝胶，研磨，过1000目筛网，得改性二氧化硅。
12、通过采用上述技术方案，所得改性二氧化硅孔隙大，便于氧基-全氟丁基环己烷乳液负载。
13、优选的，所述椰壳活性炭通过以下方法制备：将椰壳100g清洗干净，晾干，粉碎至粒径为100-300μm，然后进入200ml处理液中进行处理，处理液为质量比为2:8:3的甲酸、乙醇和戊二醛的混合液，然后过滤，100℃烘干，烘干后与陶土、玻璃纤维按质量比8:1:0.5混合，然后1000℃炭化3h；将炭化后的混合物用质量浓度为55%的乙醇水溶液清洗，然后烘干，研磨，过1000目网筛，得椰壳活性炭。
14、通过采用上述技术方案，所制备的椰壳活性炭具有高的比表面积和高的总孔容，吸附甲烷效果好。
15、优选的，所述s2中金属条宽度1-10mm。
16、通过采用上述技术方案，该距离范围有利于焊接能源充分发挥焊接效果。
17、综上所述，本申请具有以下有益效果：
18、1、本申请采用工业气体为主要焊接能源，工艺简单，成本低廉；采用高压空气支撑代替了传统的点状支撑，可以保证大面积、超薄金属的平整性；与传统爆炸制备方法相比，可制备长度大于15m的超薄金属复合板。
19、2、本申请优先采用工业气体甲烷为主要焊接能源，通过添加椰壳活性炭和二氧化硅@氧基-全氟化碳形成气溶胶，并通过椰壳活性炭负载甲烷本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新型船用金属复合板的爆炸焊接制备方法，其特征在于，包括焊接能源，所述焊接能源按质量份数包括以下组分：甲烷40-55份、氧气45-60份、椰壳活性炭2-3份、二氧化硅@氧基-全氟化碳2.5-3.5份；将所述焊接能源充装在高压充气袋内；具体包括以下步骤：S1，制备焊接能源袋：将高压充气袋抽真空，然后将椰壳活性炭放置于另一喷粉枪内，然后将喷粉枪与甲烷瓶连接，将甲烷和椰壳活性炭由喷粉枪充入高压充气袋内，2h后，再将二氧化硅@氧基-全氟化碳放置于另一喷粉枪内，然后将喷粉枪与氧气瓶连接，将氧气和二氧化硅@氧基-全氟化碳由喷粉枪充入高压充气袋内，静置20min；S2，组装：将待焊接的复层金属和基层金属之间，采用金属条焊接密封，焊接之后充入高压空气，使二者完全平行；S3，将焊接能源袋固定于复层金属之上，将雷管与焊接能源袋连接；S4，爆炸焊接：点燃雷管起爆焊接能源进行爆炸焊接；所述二氧化硅@氧基-全氟化碳的制备方法如下：（1）称取大豆卵磷脂2g，磷酸盐缓冲液10mL混合研磨充分，然后稀释至100mL，超声波分散仪作用20min，充入氮气2min，密封体系，然后向体系内充入全氟丁基环己烷20
2.根据权利要求1所述的一种新型船用金属复合板的爆炸焊接制备方法，其特征在于，所述甲烷纯度>99.995v%，乙烷含量≦15v/10-6，氧含量≦5v/10-6，氢含量≦5v/10-6，水分含量≦5v/10-6。
3.根据权利要求2所述的一种新型船用金属复合板的爆炸焊接制备方法，其特征在于，所述氧气纯度>99.7v%，氩含量≦10v/10-6，氢含量≦5v/10-6，一氧化碳含量≦5v/10-6，二氧化碳含量≦5v/10-6，甲烷含量≦5v/10-6，水分含量≦5v/10-6。
4.根据权利要求3所述的一种新型船用金属复合板的爆炸焊接制备方法，其特征在于，焊接能源充装在高压充气袋内时的充气压力为0.5-2MPa。
5.根据权利要求4所述的一种新型船用金属复合板的爆炸焊接制备方法，其特征在于，所述改性二氧化硅粉末的制备方法为：将正硅酸四乙酯6mL、无水乙醇15mL、去离子水1mL与0.2mol/L的盐酸0.3ml混合，搅拌5分钟后于50℃下水解5h，之后加入0.8mol/L的氨水溶液1mL，搅拌5分钟后于50℃下凝胶4h；之后将凝胶破碎后再加入没破碎过的气凝胶2mL，于50℃下老化15h；之后倒出乙醇溶液加入对应量的正己烷，将正己烷-凝胶放在50℃的水浴锅中18h；倒掉正己烷后加入对应量的含质量百分数20%三甲基氯硅烷与正己烷的混合液进行改性12h之后倒掉溶液后在120℃干燥箱中干燥4h，得改性二氧化硅气凝胶，研磨，过1000目筛网，得改性二氧化硅。
6.根据权利要求5所述的一种新型船用金属复合板的爆炸焊接制备方法，其特征在于，所述椰壳活性炭通过以下方法制备：将椰壳100g清洗干净，晾干，粉碎至粒径为100-300μm，然后进入200mL处理液中进行处理，处理液为质量比为2:8:3的甲酸、乙醇和戊二醛的混合液，然后过滤，100℃烘干，烘干后与陶土、玻璃纤维按质量比8:1:0.5混合，然后1000℃炭化3h；将炭化后的混合物用质量浓度为55%的乙醇水溶液清洗，然后烘干，研磨，过1000目网筛，得椰壳活性炭。
7.根据权利要求6所述的一种新型船用金属复合板的爆炸焊接制备方法，其特征在于，所述S2中金属条宽度1-10mm。
...【技术特征摘要】
1.一种新型船用金属复合板的爆炸焊接制备方法，其特征在于，包括焊接能源，所述焊接能源按质量份数包括以下组分：甲烷40-55份、氧气45-60份、椰壳活性炭2-3份、二氧化硅@氧基-全氟化碳2.5-3.5份；将所述焊接能源充装在高压充气袋内；具体包括以下步骤：s1，制备焊接能源袋：将高压充气袋抽真空，然后将椰壳活性炭放置于另一喷粉枪内，然后将喷粉枪与甲烷瓶连接，将甲烷和椰壳活性炭由喷粉枪充入高压充气袋内，2h后，再将二氧化硅@氧基-全氟化碳放置于另一喷粉枪内，然后将喷粉枪与氧气瓶连接，将氧气和二氧化硅@氧基-全氟化碳由喷粉枪充入高压充气袋内，静置20min；s2，组装：将待焊接的复层金属和基层金属之间，采用金属条焊接密封，焊接之后充入高压空气，使二者完全平行；s3，将焊接能源袋固定于复层金属之上，将雷管与焊接能源袋连接；s4，爆炸焊接：点燃雷管起爆焊接能源进行爆炸焊接；所述二氧化硅@氧基-全氟化碳的制备方法如下：（1）称取大豆卵磷脂2g，磷酸盐缓冲液10ml混合研磨充分，然后稀释至100ml，超声波分散仪作用20min，充入氮气2min，密封体系，然后向体系内充入全氟丁基环己烷20g，分别以1000、5000、10000、25000rpm剪切分散10min，得均匀的全氟化碳乳液；（2）将全氟化碳乳液放入高压氧舱内30min，充分吸收氧气，得到氧基-全氟丁基环己烷乳液；（3）将改性二氧化硅粉末5g浸入氧基-全氟丁基环己烷乳液20ml，400rpm搅拌1.5h后，过滤，得二氧化硅@氧基-全氟化碳湿粒；（4）将石蜡粉末3g与二氧化硅@氧基-全氟化碳湿粒混合7g，机械研磨3h，放至金属筛网，然后加热60℃至石蜡融化，多余的石蜡滴落，然后冷却，二氧化硅@氧基-全氟化碳颗粒表面形成石蜡膜，得二氧化硅@氧基-全氟化碳。
2.根据权利要求1所述的一种新型船用金属复合板的爆炸焊接制备方法，其特征在于，所述甲烷纯度>99.995v%，乙烷含量≦15v/10-6，氧含量≦5v/10-6，氢含量≦5v/10-...
【专利技术属性】
技术研发人员：何宝明，杨学山，姚明强，雷雨浓，高扬文，何素萍，
申请(专利权)人：四川钛程钛业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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