本發(fā)明屬于爆炸焊接，具體涉及一種適用于大面積金屬箔/基板的爆炸焊接方法。

背景技術(shù)：

1、爆炸焊接技術(shù)是一種利用炸藥驅(qū)動金屬板材做高速斜碰撞運(yùn)動，并最終形成兩種金屬冶金結(jié)合的固相焊接技術(shù)。爆炸焊接的主要裝置由基板、復(fù)板、間隙支撐、炸藥等構(gòu)成，在炸藥能量的驅(qū)動下，復(fù)板在間隙之間不斷加速最后與基板高速斜碰撞并產(chǎn)生金屬射流，金屬射流在運(yùn)動的過程中伴隨著金屬熔化、原子間相互擴(kuò)散等現(xiàn)象，最終形成兩種金屬的冶金結(jié)合。其中，碰撞速度嚴(yán)格依賴于碰撞間距，所以實(shí)際爆炸焊接作業(yè)時均采用高度一致的間隙支撐保證間距大小一致。

2、金屬箔一般指厚度低于200μm的金屬板，較傳統(tǒng)的金屬板爆炸焊接而言，金屬箔在金屬特別是貴金屬的使用上節(jié)省材料明顯，使用金屬箔可以很好地控制生產(chǎn)成本。在實(shí)際金屬箔/基板的爆炸焊接過程中，炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊波容易在金屬箔表面形成應(yīng)力集中，這會導(dǎo)致金屬箔變形甚至斷裂，拉伸波還會導(dǎo)致裂紋、孔隙、褶皺等缺陷；爆炸瞬間的高溫環(huán)境還容易燒蝕金屬箔表面。對此，目前公開的專利給出了一些解決辦法。專利一種制備層狀復(fù)合材料的多層鎢箔爆炸焊接方法(申請?zhí)?02210753384.9)用多層鎢箔取代整塊鎢板。用多層鎢箔代替鎢板可以減小界面的動能損失，從而減小界面塑性變形，一次性焊接多層鎢箔可以獲得較厚的鎢涂層；但是該方法工藝復(fù)雜，對于其他非硬脆性金屬有更好的實(shí)施裝置。專利一種鎢箔爆炸焊接的方法(申請?zhí)枮椋?02011236548.8)在鎢箔上添置了一層保護(hù)板，保護(hù)板選取波阻抗比金屬箔板大的金屬材料，保護(hù)板可有效降低拉伸波的破壞作用，但是保護(hù)板尺寸相較于鎢箔過大，需要的炸藥量更多，這在一定程度上增加了焊接失效的風(fēng)險。專利一種添加傳壓層的箔板爆炸焊接裝置(申請?zhí)枮椋?02210035330.9)通過在炸藥和金屬箔板之間添加傳壓層，利用傳壓層將爆炸產(chǎn)生的能量傳遞到箔板。傳壓層的主要材料為食鹽，在爆炸焊接的高溫環(huán)境下，食鹽氣化吸收熱量可以有效保護(hù)金屬箔板表面被灼傷，同時傳壓層制作簡單，食鹽成本低廉。但是食鹽會在爆炸焊接過程中迅速氣化，裸露的金屬箔板還是不足以承受爆炸焊接過程的沖擊載荷，金屬箔板容易變形、斷裂的問題不能得到有效解決，同時間隙支撐對結(jié)合界面質(zhì)量也有一定的影響。

3、傳統(tǒng)金屬板的爆炸焊接法利用間隙支撐保證間距大小一致，爆炸焊接結(jié)束后間隙支撐一般殘留在結(jié)合界面內(nèi)，但是因?yàn)榛?fù)板夠厚、強(qiáng)度夠高，所以實(shí)際對界面結(jié)合性能影響較小；但是對于金屬箔板而言，因?yàn)榻饘俨〉奶匦?，間隙支撐會導(dǎo)致界面產(chǎn)生孔隙、裂縫，甚至界面破裂等缺陷。目前專利解決了金屬箔板在爆炸焊接過程中金屬箔表面容易被燒蝕的問題，還減少了表面出現(xiàn)裂紋、孔隙、褶皺等缺陷的現(xiàn)象；對于小尺寸金屬箔板而言，多采用將金屬箔板粘接在保護(hù)板上的方式保證間距大小一致，這樣可以避免間隙支撐的不利影響。大面積金屬箔板一般指上表面積超過1m2的金屬箔板，這類金屬箔板即便粘接在保護(hù)板上，因保護(hù)板質(zhì)量比金屬箔板大的多，所以金屬箔組合復(fù)板彎曲、下垂的問題只會更嚴(yán)重。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種適用于大面積金屬箔/基板的爆炸焊接方法，通過強(qiáng)約束裝置拉伸金屬箔組合復(fù)板，保證焊接過程間距大小一致，并取消間隙支撐；通過安裝功能性防護(hù)層保證復(fù)合板焊接質(zhì)量；還通過確立參數(shù)設(shè)計準(zhǔn)則減少炸藥用量。

2、實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：

3、一種適用于大面積金屬箔/基板的爆炸焊接方法，包括：

4、在基板四周預(yù)制出螺紋，在波阻抗層四周對稱位置開出孔洞，將金屬箔板粘接在波阻抗板下表面上；

5、從下往上依次安裝基板、支撐板、波阻抗板、熱吸收層、炸藥和雷管；其中金屬箔板、波阻抗板、熱吸收層共同組成組合復(fù)板；使用支撐板支撐組合復(fù)板，采用牽引絲穿過波阻抗板上的孔洞，并將牽引絲固定在緊固件上；在熱吸收層上側(cè)鋪設(shè)配置好的炸藥后，將緊固件擰在基板上，通過緊固件擰的深度調(diào)節(jié)鐵絲的拉力大小，直到中間的支撐板可以順利抽出；在炸藥的起爆點(diǎn)位置安裝雷管。

6、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是：

7、1)通過強(qiáng)約束裝置拉伸波阻抗層，保證整個組合復(fù)板不會發(fā)生彎曲、下垂，并消除間隙支撐的影響。2)安裝的功能性防護(hù)層避免了稀疏波和沖擊載荷導(dǎo)致金屬箔板變形、斷裂的情況，還減少了金屬箔板表面燒蝕的情況。3)設(shè)計了一種適用于大面積金屬箔、基板的爆炸焊接參數(shù)設(shè)計準(zhǔn)則，優(yōu)化了炸藥用量。

技術(shù)特征：

1.一種適用于大面積金屬箔/基板的爆炸焊接方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大面積金屬箔/基板的爆炸焊接方法，，其特征在于，炸藥的高度h炸通過以下過程獲得：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的種適用于大面積金屬箔/基板的爆炸焊接方法，其特征在于，金屬箔板和基板之間的間距高度h＝0.2(h炸+h箔)，其中h箔為金屬箔板的厚度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的種適用于大面積金屬箔/基板的爆炸焊接方法，其特征在于，所述緊固件為螺釘，螺釘?shù)耐饴菁y直徑d1和組合復(fù)板的關(guān)系為：系數(shù)k1＝3～8；n為螺釘總數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的適用于大面積金屬箔/基板的爆炸焊接方法，其特征在于，螺釘長度l1和基板厚度h基關(guān)系為：l1＝h基+l0，系數(shù)l0＝20～40mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大面積金屬箔/基板的爆炸焊接方法，其特征在于，波阻抗板厚度d1和金屬箔板厚度h箔的關(guān)系為d2＝k2h箔，系數(shù)k2＝3～10。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大面積金屬箔/基板的爆炸焊接方法，其特征在于，熱吸收層厚度d2和金屬箔板厚度h箔的關(guān)系為d3＝k3h箔，系數(shù)k3＝10～30。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于大面積金屬箔/基板的爆炸焊接方法，其特征在于，波阻抗層上的孔洞直徑大小比牽引絲直徑大1～2mm。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種適用于大面積金屬箔/基板的爆炸焊接方法，包括：在基板四周預(yù)制出螺紋，在波阻抗層四周對稱位置開出孔洞，將金屬箔板粘接在波阻抗板下表面上；從下往上依次安裝基板、支撐板、波阻抗板、熱吸收層、炸藥和雷管；其中金屬箔板、波阻抗板、熱吸收層共同組成組合復(fù)板；使用支撐板支撐組合復(fù)板，采用牽引絲穿過波阻抗板上的孔洞，并將牽引絲固定在緊固件上；在熱吸收層上側(cè)鋪設(shè)配置好的炸藥后，將緊固件擰在基板上，通過緊固件擰的深度調(diào)節(jié)牽引絲的拉力大小，直到中間的支撐板可以順利抽出；在炸藥的起爆點(diǎn)位置安裝雷管。本發(fā)明避免了爆炸焊接法間隙支撐導(dǎo)致金屬箔板斷裂、褶皺、變形和燒蝕的問題；提高了金屬箔板、基板的焊接質(zhì)量。

技術(shù)研發(fā)人員：楊明,鄭浩,王金相
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2