爆炸焊接铌钢复合板的方法与流程

本发明涉及金属复合板制造技术领域，具体涉及一种爆炸焊接铌钢复合板的方法。

背景技术：

室温下，铌在大气中稳定存在，长时间存放后会使表面变为蓝色。铌不受无机酸或碱作用，也不溶于王水，能抵御各种侵蚀，并能形成介电氧化层。在氧气中红热时也不会被完全氧化。常用作化工厂化学物槽内涂层物料，在天然气、石油、化工、管道运输等涉及装卸或接触易燃易爆材料体系中，显示优良的抗腐蚀性，有广阔的应用前景。

此外，铌合金具有好的耐高温性能和导热性能。铌也常作为合金元素，用于生产镍、铬和铁基高温合金。这些合金可用于喷射引擎、燃气涡轮发动机、火箭组件、涡轮增压器和耐热燃烧器材。

钢以其低廉的价格、可靠的性能成为世界上使用最多的材料之一，是建筑业、制造业和人们日常生活中不可或缺的材料。但是钢的耐蚀性和高温抗氧化性能相对较差。中国发明专利(申请号201310364104.6)公布了一种钛/钢/钛三层复合板的爆炸焊接方法。国家发明专利(申请号200910170129.6)公布了一种铝钢复合板的制备方法。这两个专利意在通过爆炸焊接获得复合板来提高钢的耐蚀性和抗氧化性。随着科学技术的发展，更多的耐高温复合板材料将用于机械和化工等要求十分苛刻的场合。因此，铝/钢、钛/钢等的应用受到了一定的限制。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种爆炸焊接铌钢复合板的方法，使得铌基合金与钢实现复合，能够提高铌、钢板的结合强度，同时提高成品率，充分利用铌基合金的耐蚀性、耐高温性能，以及钢的结构特性，从而提高工件的综合性能。

为实现上述技术目的，本发明采用以下的技术方案：

爆炸焊接铌钢复合板的方法，以铌基合金板作为接触腐蚀介质层，以钢板作为承受载荷层，包括如下步骤：

S1、分别对铌基合金板、钢板的待焊接表面进行除锈清洁，去除污垢，表面脱脂处理；

S2、将所述钢板平放在基础层上并在所述钢板上设置支撑块，在所述支撑块上平铺铌基合金板，在所述铌基合金板表面覆设保护层后均布炸药并设置引爆点雷管，所述引爆点雷管 设于所述铌基合金板中心上方，以充分提高板层之间的贴合率以及复合板的剪切强度；

S3、起爆焊接复合，完成铌钢复合板制备。

作为优选，步骤S2中，所述铌基合金板与所述钢板相互平行安装，且所述铌基合金板与所述钢板之间设有支撑间隙。

作为优选，所述铌基合金板与所述钢板之间的支撑间隙范围为5～12mm，采用较小的间隙能够避免铌基合金板在爆炸过程弯折角过大。

作为优选，所述炸药采用间隙平行法布置，采用较小的药量和较大的间隙，且采用粉状乳化炸药，炸药参数为爆速≥3100m/s，密度0.95～1.25g/㎝³，以保证爆轰波稳定传播，且在波振面上产生较高的温度梯度和压力梯度，提高复合效果。

作为优选，所述铌基合金板厚度为1.5～6mm，钢板厚度为4～60mm。

作为优选，所述铌基合金板和所述钢板均为矩形板，以所述铌基合金板的两条对角线的交点确定所述铌基合金板中心。

本爆炸焊接铌钢复合板的方法，具有至少以下有益效果：以铌基合金板作为接触腐蚀介质层，以钢板作为承受载荷层，充分利用铌基合金的耐蚀性、耐高温性能以及钢的结构性能，从而提高工件的综合性能；本发明方法操作简单，易于实现大面积的连续焊接，实现产业化，能够解决铌/钢爆炸复合贴合率和剪切强度以及直接一次爆炸复合的问题，满足了国内机械制造以及化工用材等的需要；通过爆炸焊接，然后对起爆点进行补焊，能达到贴合率超过98％，最小剪切强度τb≥110Mpa。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是本发明实施例爆炸安装结构示意图；

图中：1-基础层；2-钢板；3-支撑块；4-铌基合金板；5-保护层；6-炸药；7-雷管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，进一步阐述本发明。在下面的详细描述中，只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例。附图和描述在本质上是说明性的，而不是用于限制权利要求的保护范围。

下面以“铌基合金板：厚度为δ3mm，板幅尺寸为2100mm×1060mm(L×W)；Q235B钢板：厚度为δ12mm，，板幅尺寸为2060mm×1000mm(L×W)”为例，说明本发明爆炸焊接铌 钢复合板的方法。

参考图1，以铌基合金板4作为接触腐蚀介质层，以钢板2作为承受载荷层，包括如下步骤：

S1、分别对铌基合金板4、钢板2的待焊接表面进行除锈清洁，去除污垢和夹杂物，表面脱脂处理；

S2、将所述钢板2平放在基础层1(沙土)上并在所述钢板2上设置支撑块3，在所述支撑块3上平铺铌基合金板4，所述铌基合金板4与所述钢板2相互平行安装，且所述铌基合金板4与所述钢板2之间通过支撑块3限定出支撑间隙，支撑间隙范围最好为5～12mm，这样能够避免铌基合金板4在爆炸过程弯折角过大；然后在所述铌基合金板4表面覆设保护层5后均布炸药6并设置引爆点雷管7，所述炸药采取较小的药量，采用大间隙呈平行法安装布置，且采用粉状乳化炸药，炸药参数为爆速≥3100m/s，爆热3804KJ/Kg，爆温1983℃，爆压400Mpa，密度0.95～1.25g/㎝³，猛度(铅柱压缩值)≥15mm；所述引爆点雷管7设于所述铌基合金板4中心上方，即设于板体两条对角线的交点处上方的炸药层内，这样爆炸时可以充分提高板层之间的贴合率以及复合板的剪切强度；

S3、起爆焊接复合，等温度降到室温，妥当卸装，完成铌钢复合板制备。

爆炸复合后，经热处理、矫平，对贴合率及剪切强度进行检测，达到A级标准，贴合率大于98％，剪切强度τb≥110.9Mpa。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。