压焊方法及设备第十二章PPT课件

(3)管与板的焊接 主要用于大型热交换器的焊接， 其次由于个别管子损坏而漏水，也可通过爆炸 焊接方法把该管堵塞。
12.2.2 爆炸焊工艺流程
(1)表面清理 爆炸焊接时，试件对接表面必 须平整，无缺陷存在，表面粗糙度R≤l2.5μm。
(2)安放间隙柱 为了保持基板与覆板之间的 距离，可用焊于基板四周的铁丝作支撑，也可 在两板之间安装立柱。
2、接头形成特点
1)平坦界面 该类界面的特点是界面上可见到 平直、清晰的结合线，基体金属直接接触和结 合，没有明显的塑性变形或熔化等微观组织形 态。形成这种结合特点的主要原因是撞击速度 较低。
2)波浪形界面 当撞击速度高于某一临界值时， 接头的结合区呈现有规律的连续波浪形状。
波浪形界面
①在爆炸焊接大面积复合板的时候，有时界面上 出现大面积金属熔化的现象。
12.1 爆炸焊基本原理
12.1.1 爆炸焊基本类型 1)按接头形式不同分为面爆炸焊、线爆炸焊和点
爆炸焊。 2)按装配方式可分为平行法和角度法。 3)按.2 爆炸焊原理
爆炸前覆板与基板有一预置角α．炸药用雷 管引爆后，以恒定的速度vd(一般为1500m/s～ 3500m/s)自左向右爆轰。炸药在爆炸瞬时释放的 化学能量将产生一高压(高达700MPa)、高温(局部 瞬时温度高达3000℃)和高速(500～l000m/s)冲击 波，该冲击波作用到覆板上，使覆板产生变形， 并猛烈撞击基板，其斜碰撞速度可达200m/s～ 500m/s(冲击角β保持在7°～25°之间)。
2、安装间隙和安装角
爆炸焊的能量传递、吸收、转换和分配。 是通过间隙借助覆板与基板的高速冲击碰撞来 完成和实现的。安装间隙和安装角是影响爆炸 角的主要因素之一，在爆炸焊中．如果爆炸角 过小，不论撞击速度有多大，也不会产生射流 现象，反而容易引起结合面的严重熔化，接头 强度低。
3、基覆比
基板与覆板厚度之比称为基覆比。实践 证明，基覆比越大则越容易进行爆炸焊接，接 头质量也越容易保证，当基覆比接近l时爆炸 焊接很难进行，一般要求该值应在2以上。
(5)布放主炸药 药框安放好后，将主炸药用 工具放人药框，应保证各处的炸药厚基本相同。
(6)布放高爆速的引爆炸药 为提高主炸药的 引爆和传爆能力，在插放雷管的位置上布放 50～200g的高爆速引爆炸药。引爆炸药也可在 主炸药布放之前放到预定的位置上。
(7)安插雷管 引爆炸药和主炸药布放好后， 将雷管插入引爆炸药的位置上，并与覆板表面 接触。为防止雷管爆炸后前端的聚能作用对覆 板的冲积凹坑，可在雷管下垫一小块橡皮或其 他柔性物质。
第十二章 爆 炸 焊
一、定义
爆炸焊(explosive welding)是以炸药作 为能源，利用爆炸时产生的冲击力，使焊件发 生剧烈碰撞、塑性变形、熔化及原子间相互扩 散，从而实现连接的一种压焊方法。
二、应用
爆炸焊接主要用于金属复合板材、异种 材料(异种金属、陶瓷与金属等)过渡接头以及 爆炸压力成形加工等方面，一般采用接触爆炸， 将炸药直接置于待焊试件的表面，有时为了保 护表面的质量，可在炸药与待焊试件间加入一 缓冲层。
4、表面状态
表面状态与形成物理接 触面积有关，对焊接质量有 非常重要的影响，焊前一定 要进行表面清理以保持金属 表面尽可能的清洁和具有一 定的表面粗糙度。
12.3 常用材料及典型工件的爆炸焊
12.3.1 钛-钢复合板的爆炸焊接 1、钛-钢复合板爆炸焊接的工艺安装
2、钛-钢复合板爆炸焊接参数选择
(3)涂抹缓冲保护层 当覆板在基板上支撑起 来以后，用毛刷或滚筒将水玻璃或黄油涂抹在 覆板的上表面(上表面将接触炸药)，有时采用 橡胶材料作缓冲层，这一薄层物质能起缓冲爆 炸载荷和保护疆板表面免于氧化及损伤的作用。
(4)放置药框 将预先备好的木质或其他材质 的炸药框放到覆板上面，药框内缘尺寸比覆板 的外缘尺寸稍小。
(8)接起爆线 清理现场的物品。工作人员撤 离到安全区，引爆焊接。
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12.2.3 焊接工艺参数选择
爆炸焊的参数主要有：炸药品种、单位 面积药量、基板与覆板的安装间隙和安装角、 基板与覆板的尺寸参数(主要有板材的厚度、 基覆比)以及表面状态等。
1、炸药
1)爆速应适当，一般以2000m/s左右为宜。 2)所用炸药应当具有稳定的物理、化学性质和爆
②有些爆炸焊接头 结合面不仅具有不规
则的波浪形微观形态，又 有大大小小的不连续的金 属熔化块，结合区为不规 则的混合型结合形态。
12.2 爆炸焊工艺
12.2.1 工艺特点 1、焊接性
爆炸焊主要用于同种金属材料、异种金属 材料、金属与陶瓷的焊接，特别是材料性能差 异大而用其他方法难以实现可靠焊接的金属 (如铝和钢、铝和钽等)、热膨胀系数相差很大 的材料(钛和钢、陶瓷和金属等)，活性很强的 金属(如钽、锆、铌等)。
炸性能，在厚度和密度较大的变化范围内能够 用起爆器材引爆，并能迅速达到稳定爆轰。 3)炸药布放后与覆层紧密贴合，其间不应有间隙。 4)炸药来源比较广、价格便宜、加工使用方便， 在加工运输贮藏和使用过程中具有高的稳定性 和安全性等。 5)炸药的数量通常以覆板单位面积上布放的炸药 数量或炸药厚度来计算。
(1)复板焊接 即在某一金属基板上焊上另一种金 属平板，如把不锈钢板、铜板、钛板、铝板等 焊到普通的钢板上。目前焊到基板上的覆板最 大尺寸可以达到1.2m ×2m，厚度从l～6mm不等。
(2)管-管包焊 即在某种材料的管的内壁或外表 面上，焊上另一种材料的薄金属管，如钢管与 钛管，钛管与紫铜管，硬铝管与软铝管、铝管 与钢管的焊接等。
在碰撞作用下，撞击点处的金属可看作
无粘性的流体，在基板与覆板接触点的前方形 成射流，射流的冲刷作用清除了焊件表面的杂 质和污物，去除了金属表面的氧化膜和吸附层， 使洁净的表面相互接触。在界面两侧纯净金属 发生塑性变形的过程中，冲击动能转换成热能， 使界面附近的薄层金属温度升高并熔化，同时 在高温高压作用下这一薄层内的金属原子相互 扩散，形成金属键，冷却后形成牢固的接头。