一种局部复合的爆炸焊接复合板的制备方法与流程

本发明涉及爆炸焊接，尤其涉及一种局部复合的爆炸焊接复合板的制备方法。

背景技术：

1、爆炸焊接是利用炸药爆炸能量使异种材料实现冶金结合的特种焊接方法，采用爆炸焊接方法生产的复合管板，兼具强度、耐腐蚀性与良好焊接性能于一体，已广泛应用于石油、化工、医药等领域。在实际工程应用中，用户会根据不同构造和安装需求，仅要求复合板的局部区域复合有色金属，其余位置保留碳钢基板裸露。针对此类需求，现有技术通常采用整体爆炸复合方式，即在整个基板表面全部复合有色金属，然后通过机加工或磨削加工将不需要复合区域的覆层去除，露出基板。这种“先复合、后去除”的加工方式，虽然能够实现局部复合的效果，但造成了贵重金属材料的大量浪费，增加了加工工序和工时成本，延长了生产周期，不符合绿色制造和降本增效的发展方向。公开专利中已有涉及采用支撑件连接金属加载板的爆炸复合方法，其方案为：于金属加载板上方布设炸药，下方连接覆板，起爆后爆轰驱动金属加载板，再由金属加载板推动覆板高速倾斜碰撞基板，从而实现两种金属的复合。该方法理论上可在一定程度上规避边界效应，即避免复合区域边缘出现不结合缺陷。然而，该方案仅适用于试验板或小面积复合板的制备。原因在于，加载板与覆板之间难以实现绝对平整，二者之间不可避免地存在一定间隙。由于炸药布设于加载板上方，起爆瞬间该间隙会影响覆板的倾斜碰撞状态，进而对复合区域的结合质量产生不利影响，且这一影响在大幅面、大厚度复合板需要局部复合的实际生产中尤为显著。此外，也有一些直接将小于基板尺寸的有色金属覆板在需要复合的区域直接进行爆炸复合，该工艺无法规避边界效应，甚至出现边部大面积不结合，且覆板越厚，边界效应越大，同时对覆板边缘倾斜碰撞位置的基板造成内部损伤，比如晶界等微观结构薄弱处萌生微裂纹，也可能会导致碳钢板内部层裂，极大地影响产品质量，严重的甚至面临报废。

2、因此，如何提供一种局部复合的爆炸焊接复合板的制备方法，直接在复合板需要复合区域完成覆板的局部爆炸复合，避免后续去除加工操作，有效节约材料、缩短工期、降低成本是本领域亟待解决的难题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种局部复合的爆炸焊接复合板的制备方法，以解决现有局部复合板采用爆炸焊接制备时，存在工艺复杂、限制大、结合差的问题。

2、为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种局部复合的爆炸焊接复合板的制备方法，包括如下步骤：

4、1）在覆板的预结合面的边缘形成坡面和钝边，在覆板的预结合面的背面设置应力槽，得到局部复合的爆炸焊接复合板用覆板；

5、2）将局部复合的爆炸焊接复合板用覆板与基板进行爆炸焊接，得到局部复合的爆炸焊接复合板；

6、所述爆炸焊接的炸药装填方式为延伸装药。

7、优选的，步骤1）中所述坡面与预结合面的夹角为155~172°，所述钝边的尺寸≤覆板的厚度的1/2，且不大于4mm。

8、优选的，所述应力槽的中心线在预结合面的正投影与坡面的坡顶重合；

9、所述应力槽的宽度为2~5mm，深度≥覆板的厚度的1/2。

10、优选的，步骤2）中所述爆炸焊接，局部复合的爆炸焊接复合板用覆板与基板平行设置，局部复合的爆炸焊接复合板用覆板在基板上的正投影为局部复合区域。

11、优选的，所述延伸装药为炸药在局部复合的爆炸焊接复合板用覆板方向的投影面积大于局部复合的爆炸焊接复合板用覆板的面积；

12、所述延伸装药的外延长度为10~15mm。

13、优选的，所述爆炸焊接中的炸药装填包括中心炸药装填区域和边缘炸药装填区域；

14、在局部复合的爆炸焊接复合板用覆板的非坡面位置正投影对应的区域为中心炸药装填区域；在坡面位置正投影对应的区域为边缘炸药装填区域；

15、所述中心炸药装填区域的炸药装填高度为30~95mm；

16、所述边缘炸药装填区域的炸药装填高度由中心向四周逐渐降低，边缘炸药装填区域的炸药装填高度最低降低至中心炸药装填区域的88~92%。

17、优选的，所述局部复合的爆炸焊接复合板的复合区域位于基板的边部时，起爆点设置为边部；

18、所述局部复合的爆炸焊接复合板的复合区域位于基板的中心时，起爆点设置为局部复合的爆炸焊接复合板用覆板的几何中心。

19、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

20、1、采用本发明所提供的方法制造局部复合爆炸焊接复合板时，仅需依据所需复合区域的实际尺寸进行精确投料，无需像传统工艺对整张复合板全面复合后再二次加工去除多余覆层，从源头上避免了材料的大量浪费，有效降低了原材料成本；同时，省去了冗余的后处理加工环节，大幅缩短了整体生产周期，提升了制造效率。

21、2、本发明操作流程简便、工艺参数易于控制，现场实施性强，能够稳定适用于大幅面、大厚度复合板局部复合的工业化批量生产，具有良好的工程适应性和广泛的推广应用前景。

22、3、本发明通过在覆板上设置边缘坡面处理、背面应力槽设计和延伸装药等多重技术手段的协同配合，能够显著削弱爆炸复合过程中的边界效应，有效提高覆层与基板的结合率；同时，该组合设计可有效缓解和规避覆板边缘因倾斜碰撞对基板内部造成的冲击损伤，保障基板本体的结构完整性，从而提升最终产品的质量与可靠性。

1.一种局部复合的爆炸焊接复合板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种局部复合的爆炸焊接复合板的制备方法，其特征在于，步骤1）中所述坡面与预结合面的夹角为155~172°，所述钝边的尺寸≤覆板的厚度的1/2，且不大于4mm。

3.根据权利要求2所述的一种局部复合的爆炸焊接复合板的制备方法，其特征在于，所述应力槽的中心线在预结合面的正投影与坡面的坡顶重合；

4.根据权利要求1~3任一项所述的一种局部复合的爆炸焊接复合板的制备方法，其特征在于，步骤2）中所述爆炸焊接，局部复合的爆炸焊接复合板用覆板与基板平行设置，局部复合的爆炸焊接复合板用覆板在基板上的正投影为局部复合区域。

5.根据权利要求4所述的一种局部复合的爆炸焊接复合板的制备方法，其特征在于，所述延伸装药为炸药在局部复合的爆炸焊接复合板用覆板方向的投影面积大于局部复合的爆炸焊接复合板用覆板的面积；

6.根据权利要求5所述的一种局部复合的爆炸焊接复合板的制备方法，其特征在于，所述爆炸焊接中的炸药装填包括中心炸药装填区域和边缘炸药装填区域；

7.根据权利要求6所述的一种局部复合的爆炸焊接复合板的制备方法，其特征在于，所述局部复合的爆炸焊接复合板的复合区域位于基板的边部时，起爆点设置为边部；