一種用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法
【專利摘要】一種用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法，涉及金屬復(fù)合材料制造領(lǐng)域，本發(fā)明通過在未復(fù)合區(qū)域開槽、修磨后進(jìn)行爆炸補(bǔ)焊，不僅能成功的修復(fù)未復(fù)合區(qū)缺陷，使復(fù)合率達(dá)到100%，而且通過取樣進(jìn)行金相觀察，鈦-鋼界面、鈦-鈦界面、鈦-鋼-鈦交點處呈均勻波紋狀，實現(xiàn)了冶金結(jié)合，剪切性能檢測表明，其同樣具有結(jié)合強(qiáng)度大的特點，同時本發(fā)明具有操作方便，復(fù)合率高等特點。
【專利說明】一種用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法
[0001]【【技術(shù)領(lǐng)域】】
本發(fā)明涉及金屬復(fù)合材料制造領(lǐng)域，尤其涉及一種鈦鋼復(fù)合材料缺陷的修補(bǔ)方法，具體涉及一種用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法。
[0002]【【背景技術(shù)】】
已知的，爆炸焊接技術(shù)是通過炸藥爆轟產(chǎn)生的高壓脈沖載荷，驅(qū)動一種金屬(復(fù)板)高速運動，與另一種金屬(基板)發(fā)生傾斜碰撞，其加載應(yīng)力遠(yuǎn)高于材料的動態(tài)屈服強(qiáng)度，碰撞點附近金屬瞬間呈流體狀態(tài)，在高溫高壓下實現(xiàn)冶金結(jié)合。
[0003]而采用爆炸焊接技術(shù)生產(chǎn)的鈦鋼復(fù)合板已被廣泛應(yīng)用于石化、造船、電力等多個領(lǐng)域，而這些應(yīng)用領(lǐng)域?qū)κ褂铆h(huán)境要求極為苛刻，對鈦鋼復(fù)合要求較高，按GB/T 8547-2006的BI級驗收要求，復(fù)合率要達(dá)到100%;然而，現(xiàn)有的爆炸焊接方法在微秒級的短暫時間完成，由于環(huán)境的細(xì)微變化、炸藥的區(qū)域差異、材料局部組織的不均勻，均可帶來焊接缺陷，特別是隨著爆炸面積的增大，產(chǎn)生缺陷的概率也就越高，常見缺陷有未復(fù)合、射流堆積、鈦層撕裂等；其中未復(fù)合缺陷危害最大，由于鈦和鋼材料差異的懸殊，一般方法難以補(bǔ)焊，未復(fù)合缺陷輕則導(dǎo)致材料降級使用，嚴(yán)重者則整板報廢，給制造廠家?guī)磔^大經(jīng)濟(jì)損失，因此，鈦鋼復(fù)合板的未復(fù)合缺陷修補(bǔ)一直是本領(lǐng)域技術(shù)人員努力攻克的難題。
[0004]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
為克服【背景技術(shù)】中存在的不足，本發(fā)明提供了一種用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法，本發(fā)明通過在未復(fù)合區(qū)域開槽、修磨后進(jìn)行爆炸補(bǔ)焊，能成功的修復(fù)未復(fù)合區(qū)缺陷，使復(fù)合率達(dá)到100%，通過取樣進(jìn)行金相觀察，鈦-鋼界面、鈦-鈦界面、鈦-鋼-鈦交點處呈均勻波紋狀，本發(fā)明具有操作方便，復(fù)合率高等特點。
[0005]為實現(xiàn)如上所述的發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案:
一種用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法，所述的方法包括如下步驟:
第一步、對爆炸焊接后的鈦鋼復(fù)合板進(jìn)行探傷，然后將未復(fù)合部位進(jìn)行標(biāo)注；
第二步、在第一步的基礎(chǔ)上，用磨削裝置沿未復(fù)合區(qū)邊界線以外50~IOOmm的原復(fù)合板鈦層上開槽，然后揭開未復(fù)合的原復(fù)合板鈦層；
第三步、在第二步的基礎(chǔ)上，修磨已揭開原復(fù)合板鈦層后的鋼板上表面，修磨深度為O~0.6mm，表面光潔度 不低于Ra4.2，然后將復(fù)合區(qū)的原復(fù)合板鈦層修磨成斜坡狀，角度為30 ~50? ；
第四步、在第三步的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)備爆炸補(bǔ)焊的鈦板，其厚度比原復(fù)合板鈦層厚度增加
0.8~1.2mm,以彌補(bǔ)鋼板修磨深度和爆炸減薄，然后將鈦板加工成與原復(fù)合板鈦層修磨的斜坡相對應(yīng)的反斜角，然后進(jìn)行整板面拋光，表面光潔度不低于Ra4.2，不允許有氧化皮；第五步、在第四步的基礎(chǔ)上進(jìn)行爆炸補(bǔ)焊，首先在地基或工作平臺上設(shè)置墊板，然后在所述墊板的上面設(shè)置鋼板，進(jìn)一步在所述鋼板的待補(bǔ)焊區(qū)內(nèi)設(shè)置支撐體，在所述支撐體4的上面設(shè)置鈦板，此時要求鈦板上的反斜角與原復(fù)合板鈦層修磨的斜坡相對且平行，然后在鈦板的上面呈階梯狀布置炸藥，在鈦板的角部設(shè)置雷管6并進(jìn)行起爆進(jìn)行爆炸焊接；第六步、待爆炸焊接完成后對補(bǔ)焊區(qū)及補(bǔ)焊區(qū)周邊進(jìn)行探傷，并用拋光設(shè)備對補(bǔ)焊區(qū)進(jìn)行表面處理。
[0006]所述的用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法，所述磨削裝置為角磨機(jī)。
[0007]所述的用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法，所述第一步中的探傷為超聲波探傷。
[0008]所述的用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法，所述第五步中墊板的厚度為25 ~50mmo
[0009]所述的用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法，所述第六步中所述的拋光設(shè)備為拋光機(jī)。
[0010]所述的用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法，所述第六步中所述的對補(bǔ)焊區(qū)進(jìn)行探傷，其周邊范圍控制在200_范圍以內(nèi)。
[0011]采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下所述的優(yōu)越性:
本發(fā)明所述的一種用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法，本發(fā)明通過在未復(fù)合區(qū)域開槽、修磨后進(jìn)行爆炸補(bǔ)焊，不僅能成功的修復(fù)未復(fù)合區(qū)缺陷，使復(fù)合率達(dá)到100%，而且通過取樣進(jìn)行金相觀察，鈦-鋼界面、鈦-鈦界面、鈦-鋼-鈦交點處呈均勻波紋狀，實現(xiàn)了冶金結(jié)合，剪切性能檢測表明，其同樣具有結(jié)合強(qiáng)度大的特點，同時本發(fā)明具有操作方便，復(fù)合率高等特點。
[0012]【【專利附圖】

【附圖說明】】
圖1是本發(fā)明爆炸補(bǔ)焊前的示意圖；
圖2是本發(fā)明圖1的俯視不意圖；
圖3是本發(fā)明爆炸補(bǔ)焊后的示意圖；
圖4是本發(fā)明圖3的俯視不意圖；
圖5是本發(fā)明爆炸補(bǔ)焊后的界面金相圖；
在圖中:1、地基；2、墊板；3、鋼板；4、支撐體；5、鈦板；6、雷管；7、炸藥；8、原復(fù)合板鈦層。
[0013]【【具體實施方式】】
通過下面的實施例可以更詳細(xì)的解釋本發(fā)明，本發(fā)明并不局限于下面的實施例；
結(jié)合附圖1~5所述的一種用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法，所述的方法包括如下步驟:
第一步、對爆炸焊接后的鈦鋼復(fù)合板進(jìn)行采用超聲波探傷儀進(jìn)行超聲波探傷，然后將未復(fù)合部位進(jìn)行標(biāo)注；
第二步、在第一步的基礎(chǔ)上，用磨削裝置沿未復(fù)合區(qū)邊界線以外50~IOOmm的原復(fù)合板鈦層8上開槽，然后揭開未復(fù)合的原復(fù)合板鈦層8，所述磨削裝置為角磨機(jī)；
第三步、在第二步的基礎(chǔ)上，修磨已揭開原復(fù)合板鈦層8后的鋼板3上表面，修磨深度為O~0.6mm,表面光潔度不低于Ra4.2，然后將復(fù)合區(qū)的原復(fù)合板鈦層8修磨成斜坡狀，角度為30~50°C ；
第四步、在第三步的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)備爆炸補(bǔ)焊的鈦板5，其厚度比原復(fù)合板鈦層8厚度增加0.8~1.2mm,以彌補(bǔ)鋼板3修磨深度和爆炸減薄，然后將鈦板5加工成與原復(fù)合板鈦層8修磨的斜坡相對應(yīng)的反斜角，然后進(jìn)行整板面拋光，表面光潔度不低于Ra4.2，不允許有氧化皮； 第五步、在第四步的基礎(chǔ)上進(jìn)行爆炸補(bǔ)焊，首先在地基I或工作平臺上設(shè)置墊板2，所述墊板2的厚度為25?50mm，然后在墊板2的上面設(shè)置鋼板3，進(jìn)一步在所述鋼板3的待補(bǔ)焊區(qū)內(nèi)設(shè)置支撐體4，在所述支撐體4的上面設(shè)置鈦板5，此時要求鈦板5上的反斜角與原復(fù)合板鈦層8修磨的斜坡相對且平行，然后在鈦板5的上面呈階梯狀布置炸藥7，在鈦板5的角部設(shè)置雷管6并進(jìn)行起爆進(jìn)行爆炸焊接；
第六步、待爆炸焊接完成后對補(bǔ)焊區(qū)及補(bǔ)焊區(qū)周邊200_范圍以內(nèi)進(jìn)行超聲波探傷，并用拋光設(shè)備對補(bǔ)焊區(qū)進(jìn)行表面處理，所述拋光設(shè)備為拋光機(jī)。
[0014]本發(fā)明的具體實施為:
對一張電廠煙囪用鈦鋼復(fù)合板缺陷的爆炸補(bǔ)焊，其材質(zhì)為TA2+Q235B，尺寸為(6+52) X 2040 X 3190mm，爆炸焊接后經(jīng)超聲波探傷，在遠(yuǎn)端角部處發(fā)現(xiàn)300 X 350mm的未復(fù)合區(qū)，邊緣呈不規(guī)則弧形，此時操作人員用手動角磨機(jī)沿未復(fù)合區(qū)邊界外IOOmm挖槽，槽深度6.0?6.5mm,然后借助扁鏟揭開原復(fù)合板鈦層8 ;缺陷區(qū)外原復(fù)合板鈦層8磨成斜面，角度約30°，拋光機(jī)將去原復(fù)合板鈦層8后的鋼板3面和原復(fù)合板鈦層8上的斜面拋光，光潔度達(dá)到Ra=4.2以上；準(zhǔn)備待補(bǔ)焊的鈦板5，厚度為7mm，周邊開反斜面，角度為150°，并拋光鈦板5，不留氧化皮、油污等雜物；進(jìn)一步按圖1的方式現(xiàn)場安裝，首先將厚度為30mm的鋼質(zhì)墊板2放置在地基I上，墊板2上安放待爆炸補(bǔ)焊的鋼板3，擺放高度為12mm的銅質(zhì)支撐體4 ;安放7mm厚的鈦板5 ;采用自制的膨化硝銨炸藥7，爆速2100m/s，階梯狀布藥，平行段厚度為60mm，傾斜段最小厚度20mm，采用單雷管6角部起爆；爆炸復(fù)合后如圖3所示，進(jìn)行超聲波探傷，實現(xiàn)復(fù)合率100%，鈦和鋼，鈦和鈦均實現(xiàn)良好復(fù)合，取樣金相觀察，如圖5所示，界面呈波紋狀，力學(xué)性能檢測表面，結(jié)合強(qiáng)度大于等于140Mpa。
[0015]本發(fā)明未詳述部分為現(xiàn)有技術(shù)。
[0016]為了公開本發(fā)明的目的而在本文中選用的實施例，當(dāng)前認(rèn)為是適宜的，但是，應(yīng)了解的是，本發(fā)明旨在包括一切屬于本構(gòu)思和發(fā)明范圍內(nèi)的實施例的所有變化和改進(jìn)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法，其特征是:所述的方法包括如下步驟: 第一步、對爆炸焊接后的鈦鋼復(fù)合板進(jìn)行探傷，然后將未復(fù)合部位進(jìn)行標(biāo)注； 第二步、在第一步的基礎(chǔ)上，用磨削裝置沿未復(fù)合區(qū)邊界線以外50?IOOmm的原復(fù)合板鈦層(8)上開槽，然后揭開未復(fù)合的原復(fù)合板鈦層(8); 第三步、在第二步的基礎(chǔ)上，修磨已揭開原復(fù)合板鈦層(8)后的鋼板(3)上表面，修磨深度為O?0.6mm，表面光潔度不低于Ra4.2，然后將復(fù)合區(qū)的原復(fù)合板鈦層(8)修磨成斜坡狀，角度為30?50°C ； 第四步、在第三步的基礎(chǔ)上，準(zhǔn)備爆炸補(bǔ)焊的鈦板(5)，其厚度比原復(fù)合板鈦層(8)厚度增加0.8?1.2mm,以彌補(bǔ)鋼板(3)修磨深度和爆炸減薄，然后將鈦板(5)加工成與原復(fù)合板鈦層(8)修磨的斜坡相對應(yīng)的反斜角，然后進(jìn)行整板面拋光，表面光潔度不低于Ra4.2，不允許有氧化皮； 第五步、在第四步的基礎(chǔ)上進(jìn)行爆炸補(bǔ)焊，首先在地基(I)或工作平臺上設(shè)置墊板(2)，然后在所述墊板(2)的上面設(shè)置鋼板(3)，進(jìn)一步在所述鋼板(3)的待補(bǔ)焊區(qū)內(nèi)設(shè)置支撐體(4)，在所述支撐體(4)的上面設(shè)置鈦板(5)，此時要求鈦板(5)上的反斜角與原復(fù)合板鈦層(8)修磨的斜坡相對且平行，然后在鈦板(5)的上面呈階梯狀布置炸藥(7)，在鈦板(5)的角部設(shè)置雷管(6)并進(jìn)行起爆進(jìn)行爆炸焊接； 第六步、待爆炸焊接完成后對補(bǔ)焊區(qū)及補(bǔ)焊區(qū)周邊進(jìn)行探傷，并用拋光設(shè)備對補(bǔ)焊區(qū)進(jìn)行表面處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法，其特征是:所述磨削裝置為角磨機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法，其特征是:所述第一步中的探傷為超聲波探傷。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法，其特征是:所述第五步中墊板(2)的厚度為25?50mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法，其特征是:所述第六步中所述的拋光設(shè)備為拋光機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈦鋼復(fù)合材料缺陷的爆炸補(bǔ)焊方法，其特征是:所述第六步中所述的對補(bǔ)焊區(qū)進(jìn)行探傷，其周邊范圍控制在200_范圍以內(nèi)。
【文檔編號】B23K20/22GK103769741SQ201410061117
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月24日
【發(fā)明者】鄧光平, 徐宇皓, 曲瑞波, 辛寶 申請人:洛陽雙瑞金屬復(fù)合材料有限公司