摘 要:本文主要論述了金屬材料爆炸焊接在實際應(yīng)用中的特點與性能,并分析了采用爆炸焊接方法生產(chǎn)出的復(fù)合材料的使用價值和品種類型,同時預(yù)測了該項技術(shù)與材料的發(fā)展空間,以期能夠為相關(guān)的理論研究提供些許參考意見。
關(guān)鍵詞:爆炸焊接 復(fù)合材料 性能 應(yīng)用
中圖分類號:T46 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)12(b)-0074-01
爆炸焊接,顧名思義,就是利用爆炸技術(shù)進行的材料之間的焊接,使用的能源就是炸藥,可以在最短的時間內(nèi)把同一種類、不同種類的金屬焊接在一起,且速度非常快,焊接的效果非常牢固,它經(jīng)常用于制造面積較大的雙金屬材料,在多金屬復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝中也廣泛使用。
1 爆炸焊接的具體程序
爆炸焊接時要按照一定的步驟進行才能保證焊接的質(zhì)量。例如要焊接一塊鈦板和一塊鋼板,要先將鈦板和鋼板進行支撐,中間留有一定的距離,將炸藥均勻放置在腹板表面,引爆炸藥之后復(fù)板以極快的速度朝著基板進行傾斜撞擊,借助這種撞擊的力度使復(fù)板之間原來擁有的動能迅速地迸發(fā)出來,在撞擊的表面上形成一種焊接能,使兩種金屬牢固的連接在一起。該過程包含有化學(xué)反應(yīng)和物理反應(yīng)兩種過程,當(dāng)復(fù)板和基板在高溫、高壓、高速與瞬時撞擊的情況下發(fā)生反應(yīng),在接觸面上實際上就是完成了一個冶金的過程。當(dāng)鈦板和鋼板待焊面上一薄層的金屬產(chǎn)生塑性變形的時候,同時會發(fā)生金屬間的熔化和原子間的擴散等反應(yīng),不同性質(zhì)的金屬就實現(xiàn)了融合。
2 爆炸焊接技術(shù)的特點
爆炸焊接技術(shù)的特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面。
第一點,爆炸焊接所屬的學(xué)科范圍比較復(fù)雜,同時屬于金屬物理學(xué)、爆炸物理學(xué),也是一種操作性比較強的焊接工藝。在爆炸焊接技術(shù)研究的過程中,學(xué)科的理論建設(shè)為技術(shù)的創(chuàng)新提供了依據(jù),也為技術(shù)的拓展奠定了基礎(chǔ)。同時爆炸焊接工藝在實踐中的發(fā)展也促進了學(xué)科的建設(shè)。
第二點,在能源的使用方面,爆炸焊接有其獨特之處。通常情況下,無論是何種金屬的焊接都要以某種形式的能源為依托,而爆炸焊接采用的能源形式是炸藥,是一種化學(xué)能,在焊接的具體過程中,形成一個爆炸能與金屬之間統(tǒng)一重復(fù)進行的能量轉(zhuǎn)化過程,經(jīng)過不斷的轉(zhuǎn)化、吸收、傳遞與能量的分配,最終完成整個焊接的過程,每一步驟的時間計算都是以微秒為單位的。
第三點,爆炸焊接本身的施工工藝是非常簡單的,可操作性強,也不用配置專用的設(shè)備或者儀器,操作人員也不需要非常高超的技術(shù),所以在實際應(yīng)用中可以節(jié)省很多的生產(chǎn)成本。在應(yīng)用中需要的整套裝備包括金屬材料、炸藥、足夠開闊的場地、必要的輔助工具,技術(shù)人員只要懂得基本的操作程序就可以進行爆炸焊接的施工。隨著經(jīng)濟的發(fā)展,爆炸復(fù)合材料的市場需求量越來越多,爆炸焊接的規(guī)模便不斷的增大,在操作過程中的機械化程度也不斷地提升,工藝更精細,焊接質(zhì)量也越來越高,發(fā)展的前景必然非常的廣闊。
第四點,在材料的焊接方面,該方法已經(jīng)用于很多種金屬板的組合焊接中,有些材料的性能懸殊非常大,但是也取得了不錯的效果,在異型件的構(gòu)筑中,也經(jīng)常運用到這種焊接方式,包括板與板、板與管、管與棒、管與管等的焊接,對一些形狀結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜的構(gòu)件也同樣適用,例如一些蜂窩結(jié)構(gòu)的金屬或者是層JtIvhV0KMZ1c0CLLAfc+uA==次比較多的金屬等。此外在金屬與其它材料之間也可以進行爆炸焊接,例如將金屬與玻璃、塑料甚至陶瓷之間都可以進行爆炸焊接,該項技術(shù)的應(yīng)用范圍越來越廣闊,技術(shù)與工藝都得到了極大的提高,為大面積的焊接提供了可供參考的依據(jù)。在焊接過度區(qū)域上,具有良好的金屬塑性,在熔化、擴散、波形的變化方面都顯示出了一定的優(yōu)勢。
第五點,爆炸復(fù)合材料的使用性能比較廣泛,經(jīng)濟效益可觀。例如鈦與鋼的復(fù)合板、不銹鋼與鋼的復(fù)合板等在實際的應(yīng)用中都具有很好的經(jīng)濟效益—及具備了很強的承載力,又滿足了使用要求和減低了材料成本。復(fù)合材料在進行爆炸焊接之后還要進行繼續(xù)校平、切割、再次焊接、沖壓、旋壓、鍛壓、擠壓等步驟,在這些步驟中爆炸復(fù)合材料不會發(fā)生分層或者開裂的問題,當(dāng)承載了一定的負荷之后,金屬材料便具有了超強的硬度和強度,同時不會損壞其原有的化學(xué)性能、物理性能等,充分保持了原有的性能并發(fā)揮出了新的性能。
3 爆炸焊接技術(shù)的發(fā)展和爆炸復(fù)合材料的使用前景
當(dāng)前正處于提倡應(yīng)用新材料的經(jīng)濟迅猛發(fā)展的時代,采用爆炸焊接技術(shù)制造的復(fù)合材料不僅滿足了特殊場合的使用要求,節(jié)約了很多的能源,還從另一方面促進了焊接技術(shù)的發(fā)展。爆炸焊接在焊接學(xué)上是一種特殊焊接類型,在金屬制造方面又提供了一種新型的材料焊接工藝,尤其是對于不同種類的金屬來講,更是一種新的技術(shù)突破。爆炸焊接從某一程度上來說是焊接科學(xué)的不斷延伸與拓展。爆炸焊接的操作步驟并不復(fù)雜,可以迅速地投入生產(chǎn)過程中來,所花費的成本又比較少,投資的效果又非常的明顯,爆炸復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝比較簡單,同時可以進行規(guī)模比較大的批量生產(chǎn)。
不可否認的是爆炸焊接工藝也有著其生產(chǎn)方面的局限性,從生產(chǎn)工藝上說,采用爆炸的方式本身就具有一定的危險性,如果對炸藥的安全使用規(guī)律沒有進行充分的了解與掌握之前進行操作很容易發(fā)生事故。在實施爆炸的時候,會發(fā)出很大的噪聲和爆炸震動波,給附近人們的日常生活造成一定的影響。同時選擇的爆炸場地通常是露天的,會受到天氣等的影響。此外此種焊接方式對有突變截面的金屬材料的控制力度比較低。
隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高,爆炸焊接生產(chǎn)工藝已經(jīng)具備了一定的規(guī)模,在國家的經(jīng)濟發(fā)展中占據(jù)重要的位置,并將隨著社會生產(chǎn)力水平的提高得到逐步的改進與完善,取得飛速的發(fā)展,為社會生產(chǎn)與生活的各個領(lǐng)域做出積極的貢獻。
4 結(jié)語
綜上所述,金屬材料的爆炸焊接在實際的應(yīng)用中具有很高的經(jīng)濟價值和使用價值,它不僅是同種或者異種金屬進行焊接的新方法,還是生產(chǎn)大面積復(fù)合材料的有效途徑,對新材料的不斷發(fā)展有著重要的推動作用,在目前提倡節(jié)約能源和材料創(chuàng)新的前提下,爆炸復(fù)合材料有著獨特的優(yōu)勢,所以在現(xiàn)實的應(yīng)用中要加強對它的綜合開發(fā)與利用,爭取實現(xiàn)價值的最大化。
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