有关于爆炸焊接与爆炸复合材料的探讨

刘春娟 2019-09-10 版权声明 举报文章

摘 要:本文主要论述了金属材料爆炸焊接在实际应用中的特点与性能,并分析了采用爆炸焊接方法生产出的复合材料的使用价值和品种类型,同时预测了该项技术与材料的发展空间,以期能够为相关的理论研究提供些许参考意见。

关键词:爆炸焊接 复合材料 性能 应用

中图分类号:T46 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2012)12(b)-0074-01

爆炸焊接,顾名思义,就是利用爆炸技术进行的材料之间的焊接,使用的能源就是炸药,可以在最短的时间内把同一种类、不同种类的金属焊接在一起,且速度非常快,焊接的效果非常牢固,它经常用于制造面积较大的双金属材料,在多金属复合材料的生产工艺中也广泛使用。

1 爆炸焊接的具体程序

爆炸焊接时要按照一定的步骤进行才能保证焊接的质量。例如要焊接一块钛板和一块钢板,要先将钛板和钢板进行支撑,中间留有一定的距离,将炸药均匀放置在腹板表面,引爆炸药之后复板以极快的速度朝着基板进行倾斜撞击,借助这种撞击的力度使复板之间原来拥有的动能迅速地迸发出来,在撞击的表面上形成一种焊接能,使两种金属牢固的连接在一起。该过程包含有化学反应和物理反应两种过程,当复板和基板在高温、高压、高速与瞬时撞击的情况下发生反应,在接触面上实际上就是完成了一个冶金的过程。当钛板和钢板待焊面上一薄层的金属产生塑性变形的时候,同时会发生金属间的熔化和原子间的扩散等反应,不同性质的金属就实现了融合。

2 爆炸焊接技术的特点

爆炸焊接技术的特点主要体现在以下几个方面。

第一点,爆炸焊接所属的学科范围比较复杂,同时属于金属物理学、爆炸物理学,也是一种操作性比较强的焊接工艺。在爆炸焊接技术研究的过程中,学科的理论建设为技术的创新提供了依据,也为技术的拓展奠定了基础。同时爆炸焊接工艺在实践中的发展也促进了学科的建设。

第二点,在能源的使用方面,爆炸焊接有其独特之处。通常情况下,无论是何种金属的焊接都要以某种形式的能源为依托,而爆炸焊接采用的能源形式是炸药,是一种化学能,在焊接的具体过程中,形成一个爆炸能与金属之间统一重复进行的能量转化过程,经过不断的转化、吸收、传递与能量的分配,最终完成整个焊接的过程,每一步骤的时间计算都是以微秒为单位的。

第三点,爆炸焊接本身的施工工艺是非常简单的,可操作性强,也不用配置专用的设备或者仪器,操作人员也不需要非常高超的技术,所以在实际应用中可以节省很多的生产成本。在应用中需要的整套装备包括金属材料、炸药、足够开阔的场地、必要的辅助工具,技术人员只要懂得基本的操作程序就可以进行爆炸焊接的施工。随着经济的发展,爆炸复合材料的市场需求量越来越多,爆炸焊接的规模便不断的增大,在操作过程中的机械化程度也不断地提升,工艺更精细,焊接质量也越来越高,发展的前景必然非常的广阔。

第四点,在材料的焊接方面,该方法已经用于很多种金属板的组合焊接中,有些材料的性能悬殊非常大,但是也取得了不错的效果,在异型件的构筑中,也经常运用到这种焊接方式,包括板与板、板与管、管与棒、管与管等的焊接,对一些形状结构极为复杂的构件也同样适用,例如一些蜂窝结构的金属或者是层次比较多的金属等。此外在金属与其它材料之间也可以进行爆炸焊接,例如将金属与玻璃、塑料甚至陶瓷之间都可以进行爆炸焊接,该项技术的应用范围越来越广阔,技术与工艺都得到了极大的提高,为大面积的焊接提供了可供参考的依据。在焊接过度区域上,具有良好的金属塑性,在熔化、扩散、波形的变化方面都显示出了一定的优势。

第五点,爆炸复合材料的使用性能比较广泛,经济效益可观。例如钛与钢的复合板、不锈钢与钢的复合板等在实际的应用中都具有很好的经济效益—及具备了很强的承载力,又满足了使用要求和减低了材料成本。复合材料在进行爆炸焊接之后还要进行继续校平、切割、再次焊接、冲压、旋压、锻压、挤压等步骤,在这些步骤中爆炸复合材料不会发生分层或者开裂的问题,当承载了一定的负荷之后,金属材料便具有了超强的硬度和强度,同时不会损坏其原有的化学性能、物理性能等,充分保持了原有的性能并发挥出了新的性能。

3 爆炸焊接技术的发展和爆炸复合材料的使用前景

当前正处于提倡应用新材料的经济迅猛发展的时代,采用爆炸焊接技术制造的复合材料不仅满足了特殊场合的使用要求,节约了很多的能源,还从另一方面促进了焊接技术的发展。爆炸焊接在焊接学上是一种特殊焊接类型,在金属制造方面又提供了一种新型的材料焊接工艺,尤其是对于不同种类的金属来讲,更是一种新的技术突破。爆炸焊接从某一程度上来说是焊接科学的不断延伸与拓展。爆炸焊接的操作步骤并不复杂,可以迅速地投入生产过程中来,所花费的成本又比较少,投资的效果又非常的明显,爆炸复合材料的生产工艺比较简单,同时可以进行规模比较大的批量生产。

不可否认的是爆炸焊接工艺也有着其生产方面的局限性,从生产工艺上说,采用爆炸的方式本身就具有一定的危险性,如果对炸药的安全使用规律没有进行充分的了解与掌握之前进行操作很容易发生事故。在实施爆炸的时候,会发出很大的噪声和爆炸震动波,给附近人们的日常生活造成一定的影响。同时选择的爆炸场地通常是露天的,会受到天气等的影响。此外此种焊接方式对有突变截面的金属材料的控制力度比较低。

随着科学技术水平的不断提高,爆炸焊接生产工艺已经具备了一定的规模,在国家的经济发展中占据重要的位置,并将随着社会生产力水平的提高得到逐步的改进与完善,取得飞速的发展,为社会生产与生活的各个领域做出积极的贡献。

4 结语

综上所述,金属材料的爆炸焊接在实际的应用中具有很高的经济价值和使用价值,它不仅是同种或者异种金属进行焊接的新方法,还是生产大面积复合材料的有效途径,对新材料的不断发展有着重要的推动作用,在目前提倡节约能源和材料创新的前提下,爆炸复合材料有着独特的优势,所以在现实的应用中要加强对它的综合开发与利用,争取实现价值的最大化。

参考文献

[1] 郑远谋.爆炸焊接和金属复合材料[J].复合材料学报,1999(1).

[2] 史长根.爆炸焊接界面的结合机理[J].焊接学报,2002(2).

[3] 王建民.爆炸焊接的应用与发展[J].材料导报,2006(1).

[4] 刘江.金属复合材料生产技术的现状与发展趋势[J].金属功能材料,2008(1).

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