爆炸压接复合技术

爆炸压接复合技术

日本旭化成化学公司技术开发部的技术人员介绍了爆炸压接复合技术的简单理论，并以钛钢复合为例叙述了其制造方法及用途。爆炸压接复合的接合原理有多种说法，现在仍在研究。而最流行的说法是:炸药爆炸产生的冲击力使金属与金属高速撞击，撞击部位表面呈瞬间的高温高压状态，金属表面的氧化物、气体吸附层等阻碍接合的极薄表层(厚约数百微米)以金属喷射物形式排出，因此基材和覆材的撞击部位露出清洁的表面，使两种金属表面在极高压力下压接，理论上达到原子间的结合力。结合界面为数百纳米的波浪形无定形层。波浪形是金属表面在高压下的塑性流动(固态流动)形成的。爆炸压接复合成功与否由爆炸窗口决定，即撞击点移动速度Vc(与炸药爆轰速度相等，约数千米每秒)，板的变形倾角β和板的撞击速度Vp(数百米每秒)三个因素控制。旭化成公司拥有一个大的地下爆炸场地，该场地原是地下指挥所，后经重修成为爆炸场地，它不受气候影响，能够达到稳定生产。该公司是日本国内唯一的爆炸压接复合厂家，积累了40多年的技术，可生产多种材质的复合材，并持有多项专利。旭化成公司钛钢复合板(钛+碳素钢)的制造工序为:钛和碳素钢爆炸面经研磨后除去黑皮等氧化膜进行爆炸压接，然后进行热处理，矫平，切边，表面处理(研磨等机械方法或酸洗)，最后按标准进行超声探伤和剪切强度检验。对于幅宽超过3 m的钛钢复合板，其覆板是由钛板拼焊而成，并经射线和渗透探伤确认质量后再进行爆炸压接。钛钢复合板主要用于发电厂用冷凝器及化工厂用热交换器的管板。旭化成公司生产的冷凝器用管板的最大面积约30 m2，最大长度7.8 m。至今已生产发电厂用管板2 500张，出厂后均无质量问题。另外还生产化学容器用封头以及结构过渡接头(STJ)，该接头是在铝和钢之间插入薄的钛板，用于船舶制造中铝和钢的焊接。

吴全兴摘译自《チタン》