申请/专利权人：中国矿业大学

申请日：2018-03-05

公开（公告）日：2020-10-13

公开（公告）号：CN108406079B

主分类号：B23K20/08(20060101)

分类号：B23K20/08(20060101);B23K20/24(20060101);B23K103/18(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.13#授权;2018.09.11#实质审查的生效;2018.08.17#公开

摘要：本发明公开了一种锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法，该爆炸焊接方法包括装水的专用爆炸水槽、专用乳化炸药、雷管、锆基金属玻璃板、轻质金属板、砧板和起爆器，具体包括焊接材料的加工处理和试验装置安装步骤，本发明属于焊接技术领域，具体焊接方法属于水下爆炸焊接，将锆基金属玻璃板和轻质金属板水平固定密封后，放置在专用的爆炸水槽中的砧板上，在飞板上面倾斜放置专用乳化炸药及雷管。通过水传递爆轰波，实现锆基金属玻璃板与轻质金属板的焊接。本发明的优点在于以水为介质传递爆炸产生的爆轰波，保持锆基金属玻璃板整体完好和非平衡性不变，将锆基金属玻璃板与轻质金属焊接在一起。

主权项：1.一种锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法，其特征在于，该爆炸焊接方法包括装水的专用爆炸水槽、专用乳化炸药、雷管、锆基金属玻璃板、轻质金属板、砧板和起爆器，具体包括如下步骤：1焊接材料的加工处理，将待焊的锆基金属玻璃板和轻质金属板尺寸进行加工，加工后的轻质金属板的长度大于锆基金属玻璃板的长度；轻质金属板的厚度大于锆基金属玻璃板厚度的1～5倍；再进行表面处理，除去氧化物和油污，以保证焊接界面的清洁，有利于爆炸焊接的实现，防止在焊接的固结件中产生夹杂、不结合区；2试验装置安装，采用水下爆炸焊接的方式，以水作为传播介质，试验在专用的爆炸水槽中进行，爆炸水槽可循环使用；将清洁后的轻质金属板、锆基金属玻璃板用支架和防水粘结剂平行固定，具体为将锆基金属玻璃板置于两块轻质金属板之间，用支架和粘结剂以平行方式固定，在上层轻质金属板上铺设一层防护材料层以起到保护轻质金属板的作用，然后用防水胶布密封得待复合板；将砧板和密封好的待复合板放入水中；在轻质金属板的上方布置专用乳化炸药及雷管，专用乳化炸药采用倾斜布置放置，具体为一端用支架和防水胶支撑；雷管放置在炸药未支撑的端部，保持水位线在雷管与炸药之间，将雷管接入远处起爆器；所述轻质金属板为相对密度较小的金属材质制成，包括铝、镁、钛、铍、铝合金、钛合金、镁合金材质；所述爆炸焊接方法采用雷管起爆专用乳化炸药的方式实现水下爆炸；所述轻质金属板分别为基板和飞板，锆基金属玻璃板为中间板；所述专用乳化炸药采用倾斜布置放置，专用乳化炸药的倾斜角度为3～5°；所述的爆炸焊接方法采用水下爆炸焊接的方式，以水作为传播介质，传递爆炸产生的爆轰波，实现锆基金属玻璃板与轻质金属板的焊接；所述的专用乳化炸药密度为0.4～1.3gcm3，专用乳化炸药爆速为2200～3300ms，专用乳化炸药高度为5～50mm；所述的防护材料层为塑料胶皮层。

全文数据：一种锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法技术领域[0001]本发明属于焊接技术领域，涉及金属玻璃与轻质金属的焊接技术领域，具体是指一种锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法。背景技术[0002]锆基金属玻璃是一种新型非晶合金材料，具有特殊的原子结构、优异的物理和化学性质，锆基块体金属玻璃具有高拉伸强度、良好的延展性、高弹性以及良好的软磁性能，在航天航空、汽车、军工等领域有着广阔的应用前景。轻质金属主要包括铝、镁、钛、铍、铝合金、钛合金、镁合金等一类相对密度较小的金属，这类金属强度较高，抗蚀性较强，广泛应用于车辆制造、航空航天及军工装备方面。由于大块锆基金属玻璃的特殊物理和化学性质，使常规的焊接技术很难将其与轻质金属焊接在一起。[0003]摩擦焊、激光焊、扩散焊等特殊焊接工艺可实现锆基金属玻璃与轻质金属的焊接，但工艺和设备会限制锆基金属玻璃与轻质金属的大面积复合，然而采用爆炸焊接技术不仅可以实现锆基金属玻璃与轻质金属的焊接，而且焊接后仍然可以使得锆基金属玻璃保持原有的非晶结构特征。采取水下爆炸焊接的方式其最大的优点是可实现大面积焊接，同时，可有效避免爆炸时产生的高温、高压、强冲击力对锆基金属玻璃的影响，保持锆基金属玻璃的物理及化学特性基本不改变。发明内容[0004]为解决上述现有难题，本发明通过水下爆炸焊接的方式提供了一种可同时实现轻质金属与锆基金属玻璃板的大面积焊接，避免常规爆炸焊接时瞬时产生的高温、高压对锆基金属玻璃板的影响，有效防止锆基金属玻璃板发生脆性断裂和晶化，保持锆基金属玻璃非平衡性不变和整体完整的锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法。[0005]本发明采用的技术方案如下：一种锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法，该爆炸焊接方法包括装水的专用爆炸水槽、专用乳化炸药、雷管、锆基金属玻璃板、轻质金属板、砧板和起爆器，具体包括如下步骤：[0006]1焊接材料的加工处理，将待焊的锆基金属玻璃板和轻质金属板尺寸进行加工，加工后的轻质金属板的长度平行于爆轰方向）大于锆基金属玻璃板的长度;轻质金属板的厚度大于锆基金属玻璃板厚度的1〜5倍;再进行表面处理，除去氧化物、油污等，以保证焊接界面的清洁，有利于爆炸焊接的实现，防止在焊接的固结件中产生夹杂、不结合区；[0007]2试验装置安装，本发明采用水下爆炸焊接的方式，以水作为传播介质，试验在专用的爆炸水槽中进行，爆炸水槽可循环使用;将清洁后的轻质金属板、锆基金属玻璃板用支架和防水粘结剂平行固定，具体为将锆基金属玻璃板置于两块轻质金属板之间，用支架和粘结剂以平行方式固定，在上层轻质金属板上铺设一层防护材料层以起到保护轻质金属板的作用，然后用防水胶布密封得待复合板;将砧板和密封好的待复合板放入水中；在轻质金属板的上方布置专用专用乳化炸药及雷管，专用乳化炸药采用倾斜布置放置，具体为一端用支架和防水胶支撑;雷管放置在炸药未支撑的端部，保持水位线在雷管与炸药之间，将雷管接入远处起爆器。[0008]进一步地，所述轻质金属板为相对密度较小的金属材质制成，包括铝、镁、钛、铍、锅合金、钛合金、镁合金材质。[0009]进一步地，所述爆炸焊接方法采用雷管起爆专用乳化炸药的方式实现水下爆炸。[0010]进一步地，所述轻质金属板分别为基板和飞板，错基金属玻璃板为中间板。[0011]作为优选地，所述专用乳化炸药采用倾斜布置放置，专用乳化炸药的倾斜角度为3〜5。。[0012]进一步地，所述的爆炸焊接方法采用水下爆炸焊接的方式，以水作为传播介质，传递爆炸产生的爆轰波，实现锆基金属玻璃板与轻质金属板的焊接。[0013]作为优选地，所述的专用乳化炸药密度为0.4〜l.3gcm3,专用乳化炸药爆速为2200〜3300ms，专用乳化炸药高度为5〜50mm。[0014]作为优选地，所述的防护材料层为塑料胶皮层。[0015]本发明的目的是这样实现的：首先通过雷管起爆炸药，炸药在水下爆炸，迅速产生高温、高压爆炸气体，释放大量能量，爆轰产物以数千米每秒的速度向周围传播;然后在毫秒级时间尺度内，爆轰产物高速压缩水介质形成水下爆炸冲击波；飞板在冲击波瞬时高压的作用下，实现轻质金属板与锆基金属玻璃板的有效焊接。[0016]采用上述方案本发明取得有益效果如下:本发明锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法通过水下爆炸焊接的方式，既可实现轻质金属与锆基金属玻璃板的大面积焊接，同时又避免了常规爆炸焊接时瞬时产生的高温、高压对锆基金属玻璃板的影响，可以有效地防止锆基金属玻璃板发生脆性断裂和晶化，保持锆基金属玻璃非平衡性不变和整体完整。附图说明[0017]图1为本发明锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接示意图。[0018]图中：1、雷管，2、专用乳化炸药，3、防护材料层，4、水，5、爆炸水槽，6、轻质金属板，7、锆基金属玻璃板，8、砧板。具体实施方式[0019]下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。[0020]如图1所示，本发明锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法，该爆炸焊接方法包括装水的专用爆炸水槽5、专用乳化炸药2、雷管1、锆基金属玻璃板7、轻质金属板6、砧板8和起爆器，具体包括如下步骤：[0021]1焊接材料的加工处理，将待焊的锆基金属玻璃板7和轻质金属板6尺寸进行加工，加工后的轻质金属板6的长度平行于爆轰方向）大于锆基金属玻璃板7的长度;轻质金属板6的厚度大于锆基金属玻璃板7厚度的i〜5倍;再进行表面处理，除去氧化物、油污等，以保证焊接界面的清洁，有利于爆炸焊接的实现，防止在焊接的固结件中产生夹杂、不结合区；[0022]2试验装置安装，本发明采用水下爆炸焊接的方式，以水4作为传播介质，试验在专用的爆炸水槽5中进行，爆炸水槽5可循环使用;将清洁后的轻质金属板6、锆基金属玻璃板7用支架和防水粘结剂平行固定，具体为将锆基金属玻璃板7置于两块轻质金属板6之间，用支架和粘结剂以平行方式固定，在上层轻质金属板6上铺设一层防护材料层3以起到保护轻质金属板6的作用，然后用防水胶布密封得待复合板;将砧板8和密封好的待复合板放入水4中；在轻质金属板6的上方布置专用专用乳化炸药2及雷管1，专用乳化炸药采用倾斜布置放置，具体为一端用支架和防水胶支撑;雷管1放置在炸药未支撑的端部，保持水位线在雷管1与专用乳化炸药2之间，将雷管1接入远处起爆器。[0023]为了更清楚的说明本发明，提供如下具体实施例：[0024]将锆基块状金属玻璃板7与纯铝板（1060爆炸焊接在一起，首先利用砂纸将锆基金属玻璃板780mmX30mmX2mm、错板（100mmX40mmX6mm待焊表面进行打磨。将错基金属玻璃板7置于两块铝板之间，用支架和粘结剂以平行方式固定，在上层铝板的上面铺设一层塑料胶皮，保护铝板。然后用防水胶布密封好，放在爆炸水槽5中的砧板上。专用乳化炸药2—侧用支架撑起固定倾斜布置在密封好的材料上方，倾斜角设置为大约4°。将雷管1安置在专用乳化炸药2未抬起的一端端部，并接入远处的起爆器。起爆炸药实现锆基金属玻璃板7与轻质金属板6的焊接。[0025]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

权利要求：1.一种锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法，其特征在于，该爆炸焊接方法包括装水的专用爆炸水槽、专用乳化炸药、雷管、锆基金属玻璃板、轻质金属板、砧板和起爆器，具体包括如下步骤：1焊接材料的加工处理，将待焊的锆基金属玻璃板和轻质金属板尺寸进行加工，加工后的轻质金属板的长度大于锆基金属玻璃板的长度;轻质金属板的厚度大于锆基金属玻璃板厚度的1〜5倍;再进行表面处理，除去氧化物、油污等，以保证焊接界面的清洁，有利于爆炸焊接的实现，防止在焊接的固结件中产生夹杂、不结合区；2试验装置安装，本发明采用水下爆炸焊接的方式，以水作为传播介质，试验在专用的爆炸水槽中进行，爆炸水槽可循环使用;将清洁后的轻质金属板、锆基金属玻璃板用支架和防水粘结剂平行固定，具体为将锆基金属玻璃板置于两块轻质金属板之间，用支架和粘结剂以平行方式固定，在上层轻质金属板上铺设一层防护材料层以起到保护轻质金属板的作用，然后用防水胶布密封得待复合板;将砧板和密封好的待复合板放入水中；在轻质金属板的上方布置专用专用乳化炸药及雷管，专用乳化炸药采用倾斜布置放置，具体为一端用支架和防水胶支撑;雷管放置在炸药未支撑的端部，保持水位线在雷管与炸药之间，将雷管接入远处起爆器。2.根据权利要求1所述的一种锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法，其特征在于，所述轻质金属板为相对密度较小的金属材质制成，包括铝、镁、钛、铍、铝合金、钛合金、镁合金材质。3.根据权利要求1所述的一种锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法，其特征在于，所述爆炸焊接方法采用雷管起爆专用乳化炸药的方式实现水下爆炸。4.根据权利要求1所述的一种锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法，其特征在于，所述轻质金属板分别为基板和飞板，锆基金属玻璃板为中间板。5.根据权利要求1所述的一种锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法，其特征在于，所述专用乳化炸药采用倾斜布置放置，专用乳化炸药的倾斜角度为3〜5°。6.根据权利要求1所述的一种锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法，其特征在于，所述的爆炸焊接方法采用水下爆炸焊接的方式，以水作为传播介质，传递爆炸产生的爆轰波，实现锆基金属玻璃板与轻质金属板的焊接。7.根据权利要求1所述的一种锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法，其特征在于，所述的专用乳化炸药密度为〇•4〜1.3gcm3，专用乳化炸药爆速为2200〜3300mS，专用乳化炸药高度为5〜50mra。8.根据权利要求1所述的一种锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法，其特征在于，所述的防护材料层为塑料股皮层。

百度查询： 中国矿业大学 一种锆基金属玻璃与轻质金属板的爆炸焊接方法

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