一种用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法
【专利摘要】一种用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法，涉及金属复合材料制造领域，本发明通过在未复合区域开槽、修磨后进行爆炸补焊，不仅能成功的修复未复合区缺陷，使复合率达到100%，而且通过取样进行金相观察，钛-钢界面、钛-钛界面、钛-钢-钛交点处呈均匀波纹状，实现了冶金结合，剪切性能检测表明，其同样具有结合强度大的特点，同时本发明具有操作方便，复合率高等特点。
【专利说明】一种用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法
[0001]【【技术领域】】
本发明涉及金属复合材料制造领域，尤其涉及一种钛钢复合材料缺陷的修补方法，具体涉及一种用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法。
[0002]【【背景技术】】
已知的，爆炸焊接技术是通过炸药爆轰产生的高压脉冲载荷，驱动一种金属(复板)高速运动，与另一种金属(基板)发生倾斜碰撞，其加载应力远高于材料的动态屈服强度，碰撞点附近金属瞬间呈流体状态，在高温高压下实现冶金结合。
[0003]而采用爆炸焊接技术生产的钛钢复合板已被广泛应用于石化、造船、电力等多个领域，而这些应用领域对使用环境要求极为苛刻，对钛钢复合要求较高，按GB/T 8547-2006的BI级验收要求，复合率要达到100%;然而，现有的爆炸焊接方法在微秒级的短暂时间完成，由于环境的细微变化、炸药的区域差异、材料局部组织的不均匀，均可带来焊接缺陷，特别是随着爆炸面积的增大，产生缺陷的概率也就越高，常见缺陷有未复合、射流堆积、钛层撕裂等；其中未复合缺陷危害最大，由于钛和钢材料差异的悬殊，一般方法难以补焊，未复合缺陷轻则导致材料降级使用，严重者则整板报废，给制造厂家带来较大经济损失，因此，钛钢复合板的未复合缺陷修补一直是本领域技术人员努力攻克的难题。
[0004]【
【发明内容】
】
为克服【背景技术】中存在的不足，本发明提供了一种用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法，本发明通过在未复合区域开槽、修磨后进行爆炸补焊，能成功的修复未复合区缺陷，使复合率达到100%，通过取样进行金相观察，钛-钢界面、钛-钛界面、钛-钢-钛交点处呈均匀波纹状，本发明具有操作方便，复合率高等特点。
[0005]为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案:
一种用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法，所述的方法包括如下步骤:
第一步、对爆炸焊接后的钛钢复合板进行探伤，然后将未复合部位进行标注；
第二步、在第一步的基础上，用磨削装置沿未复合区边界线以外50~IOOmm的原复合板钛层上开槽，然后揭开未复合的原复合板钛层；
第三步、在第二步的基础上，修磨已揭开原复合板钛层后的钢板上表面，修磨深度为O~0.6mm，表面光洁度 不低于Ra4.2，然后将复合区的原复合板钛层修磨成斜坡状，角度为30 ~50? ；
第四步、在第三步的基础上，准备爆炸补焊的钛板，其厚度比原复合板钛层厚度增加
0.8~1.2mm,以弥补钢板修磨深度和爆炸减薄，然后将钛板加工成与原复合板钛层修磨的斜坡相对应的反斜角，然后进行整板面抛光，表面光洁度不低于Ra4.2，不允许有氧化皮；第五步、在第四步的基础上进行爆炸补焊，首先在地基或工作平台上设置垫板，然后在所述垫板的上面设置钢板，进一步在所述钢板的待补焊区内设置支撑体，在所述支撑体4的上面设置钛板，此时要求钛板上的反斜角与原复合板钛层修磨的斜坡相对且平行，然后在钛板的上面呈阶梯状布置炸药，在钛板的角部设置雷管6并进行起爆进行爆炸焊接；第六步、待爆炸焊接完成后对补焊区及补焊区周边进行探伤，并用抛光设备对补焊区进行表面处理。
[0006]所述的用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法，所述磨削装置为角磨机。
[0007]所述的用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法，所述第一步中的探伤为超声波探伤。
[0008]所述的用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法，所述第五步中垫板的厚度为25 ~50mmo
[0009]所述的用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法，所述第六步中所述的抛光设备为抛光机。
[0010]所述的用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法，所述第六步中所述的对补焊区进行探伤，其周边范围控制在200_范围以内。
[0011]采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性:
本发明所述的一种用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法，本发明通过在未复合区域开槽、修磨后进行爆炸补焊，不仅能成功的修复未复合区缺陷，使复合率达到100%，而且通过取样进行金相观察，钛-钢界面、钛-钛界面、钛-钢-钛交点处呈均匀波纹状，实现了冶金结合，剪切性能检测表明，其同样具有结合强度大的特点，同时本发明具有操作方便，复合率高等特点。
[0012]【【专利附图】
【附图说明】】
图1是本发明爆炸补焊前的示意图；
图2是本发明图1的俯视不意图；
图3是本发明爆炸补焊后的示意图；
图4是本发明图3的俯视不意图；
图5是本发明爆炸补焊后的界面金相图；
在图中:1、地基；2、垫板；3、钢板；4、支撑体；5、钛板；6、雷管；7、炸药；8、原复合板钛层。
[0013]【【具体实施方式】】
通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；
结合附图1~5所述的一种用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法，所述的方法包括如下步骤:
第一步、对爆炸焊接后的钛钢复合板进行采用超声波探伤仪进行超声波探伤，然后将未复合部位进行标注；
第二步、在第一步的基础上，用磨削装置沿未复合区边界线以外50~IOOmm的原复合板钛层8上开槽，然后揭开未复合的原复合板钛层8，所述磨削装置为角磨机；
第三步、在第二步的基础上，修磨已揭开原复合板钛层8后的钢板3上表面，修磨深度为O~0.6mm,表面光洁度不低于Ra4.2，然后将复合区的原复合板钛层8修磨成斜坡状，角度为30~50°C ；
第四步、在第三步的基础上，准备爆炸补焊的钛板5，其厚度比原复合板钛层8厚度增加0.8~1.2mm,以弥补钢板3修磨深度和爆炸减薄，然后将钛板5加工成与原复合板钛层8修磨的斜坡相对应的反斜角，然后进行整板面抛光，表面光洁度不低于Ra4.2，不允许有氧化皮； 第五步、在第四步的基础上进行爆炸补焊，首先在地基I或工作平台上设置垫板2，所述垫板2的厚度为25?50mm，然后在垫板2的上面设置钢板3，进一步在所述钢板3的待补焊区内设置支撑体4，在所述支撑体4的上面设置钛板5，此时要求钛板5上的反斜角与原复合板钛层8修磨的斜坡相对且平行，然后在钛板5的上面呈阶梯状布置炸药7，在钛板5的角部设置雷管6并进行起爆进行爆炸焊接；
第六步、待爆炸焊接完成后对补焊区及补焊区周边200_范围以内进行超声波探伤，并用抛光设备对补焊区进行表面处理，所述抛光设备为抛光机。
[0014]本发明的具体实施为:
对一张电厂烟囱用钛钢复合板缺陷的爆炸补焊，其材质为TA2+Q235B，尺寸为(6+52) X 2040 X 3190mm，爆炸焊接后经超声波探伤，在远端角部处发现300 X 350mm的未复合区，边缘呈不规则弧形，此时操作人员用手动角磨机沿未复合区边界外IOOmm挖槽，槽深度6.0?6.5mm,然后借助扁铲揭开原复合板钛层8 ;缺陷区外原复合板钛层8磨成斜面，角度约30°，抛光机将去原复合板钛层8后的钢板3面和原复合板钛层8上的斜面抛光，光洁度达到Ra=4.2以上；准备待补焊的钛板5，厚度为7mm，周边开反斜面，角度为150°，并抛光钛板5，不留氧化皮、油污等杂物；进一步按图1的方式现场安装，首先将厚度为30mm的钢质垫板2放置在地基I上，垫板2上安放待爆炸补焊的钢板3，摆放高度为12mm的铜质支撑体4 ;安放7mm厚的钛板5 ;采用自制的膨化硝铵炸药7，爆速2100m/s，阶梯状布药，平行段厚度为60mm，倾斜段最小厚度20mm，采用单雷管6角部起爆；爆炸复合后如图3所示，进行超声波探伤，实现复合率100%，钛和钢，钛和钛均实现良好复合，取样金相观察，如图5所示，界面呈波纹状，力学性能检测表面，结合强度大于等于140Mpa。
[0015]本发明未详述部分为现有技术。
[0016]为了公开本发明的目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。
【权利要求】
1.一种用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法，其特征是:所述的方法包括如下步骤: 第一步、对爆炸焊接后的钛钢复合板进行探伤，然后将未复合部位进行标注； 第二步、在第一步的基础上，用磨削装置沿未复合区边界线以外50?IOOmm的原复合板钛层(8)上开槽，然后揭开未复合的原复合板钛层(8); 第三步、在第二步的基础上，修磨已揭开原复合板钛层(8)后的钢板(3)上表面，修磨深度为O?0.6mm，表面光洁度不低于Ra4.2，然后将复合区的原复合板钛层(8)修磨成斜坡状，角度为30?50°C ； 第四步、在第三步的基础上，准备爆炸补焊的钛板(5)，其厚度比原复合板钛层(8)厚度增加0.8?1.2mm,以弥补钢板(3)修磨深度和爆炸减薄，然后将钛板(5)加工成与原复合板钛层(8)修磨的斜坡相对应的反斜角，然后进行整板面抛光，表面光洁度不低于Ra4.2，不允许有氧化皮； 第五步、在第四步的基础上进行爆炸补焊，首先在地基(I)或工作平台上设置垫板(2)，然后在所述垫板(2)的上面设置钢板(3)，进一步在所述钢板(3)的待补焊区内设置支撑体(4)，在所述支撑体(4)的上面设置钛板(5)，此时要求钛板(5)上的反斜角与原复合板钛层(8)修磨的斜坡相对且平行，然后在钛板(5)的上面呈阶梯状布置炸药(7)，在钛板(5)的角部设置雷管(6)并进行起爆进行爆炸焊接； 第六步、待爆炸焊接完成后对补焊区及补焊区周边进行探伤，并用抛光设备对补焊区进行表面处理。
2.根据权利要求1所述的用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法，其特征是:所述磨削装置为角磨机。
3.根据权利要求1所述的用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法，其特征是:所述第一步中的探伤为超声波探伤。
4.根据权利要求1所述的用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法，其特征是:所述第五步中垫板(2)的厚度为25?50mm。
5.根据权利要求1所述的用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法，其特征是:所述第六步中所述的抛光设备为抛光机。
6.根据权利要求1所述的用于钛钢复合材料缺陷的爆炸补焊方法，其特征是:所述第六步中所述的对补焊区进行探伤，其周边范围控制在200_范围以内。
【文档编号】B23K20/22GK103769741SQ201410061117
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年2月24日 优先权日:2014年2月24日
【发明者】邓光平, 徐宇皓, 曲瑞波, 辛宝 申请人:洛阳双瑞金属复合材料有限公司