一種艦船用鋁鋼過渡接頭爆炸焊接真空裝置

2021-12-16 13:20:46王強朱海濤夏金明

科技信息·學術版 2021年34期

王強　朱海濤　夏金明

技術領域：

本發明涉及一種真空裝置，尤其涉及一種艦船用鋁鋼過渡接頭爆炸焊接真空裝置。

背景技術：

目前，高速艦船設計制造時，為了降低船體重心，提高船舶航速和航行的穩定性，其上層建筑物往往采用鋁合金結構，主船體為鋼制結構。兩者間多采用鋁鋼過渡接頭來連接，這樣的結構有效的降低船體重心，提高船舶航行性能，降低能耗。鋁鋼過渡接頭一般采用爆炸焊接的方式制得，這種工藝生產的鋁鋼過渡接頭結合強度高，不易腐蝕。但在實際生產中，大面積板材爆炸焊接在露天的野外進行，由于爆炸焊接過程中界面空氣近乎絕熱壓縮產生熱量，以及爆炸焊接過程中復板表面產生金屬射流，這些因素聯合作用使得純鋁和鋁合金中的活潑成分與空氣中的成分產生反應，生產氧化物、氮化物、碳化物、氫化物等，這些物質聚集在鋁鋼結合界面處，影響界面結合強度，存在安全隱患。

在真空中進行爆炸焊接可以消除空氣對爆炸焊接的影響。爆炸焊接的能源來源于炸藥，爆炸瞬間向四周釋放的能量是巨大的，傳統的密閉真空室內進行爆炸焊接，其密閉真空室需要承受的爆炸壓力很大，因此要求安全性能高。而且密閉真空室造價昂貴，維護費用高，限制炸藥最大量，單次使用抽真空時間長，效率低，也不利于機械化作業。

發明內容：

本發明通過改變傳統密閉真空室形式，采用鋼制框架和塑料膜覆蓋的方式，這種方式不僅避免了由于真空，外界大氣壓力對內部板材和炸藥造成擠壓，產生變形。而且可以有效的形成真空環境，減少爆炸焊接環境中的氣體含量，降低了氧化物、氮化物、碳化物、氫化物等有害物質的生成，提高了過渡接頭強度。本發明操作簡單，適合機械化生產，并且在上部只有一層塑料膜，當爆炸能量過大時，此處可作為卸爆口，將多余能量釋放出去，提高了裝置的使用安全性，也提高了裝置的使用壽命。

具體實施方式：

1、被焊金屬材料的準備。

鋁合金板厚度為4mm，純鋁板厚度3-6mm，船用鋼板厚度為≥10mm。

2、爆炸焊接前基、復板表面處理。

爆炸焊接前清理金屬待結合面的表面，力求平、光、凈，表面粗糙度小于6.3μm。安裝前，將待結合面上的污物用丙酮或酒精擦凈，確保沒有污物影響結合質量。

3、第一次爆炸焊接

純鋁與船用鋼板爆炸焊接，純鋁板厚度3-6mm，船用鋼板厚度為≥10mm。

（1）鋼制容器框架放置于密封薄膜中，兩者一同放置在平整的炮臺之上。

（2）裝配基、復板，將復板純鋁板與基板船用鋼板裝配在一起，調整間隙高度，并鋪設炸藥，連接雷管。

（3）將密封薄膜密封，并抽真空，待密封區域內大氣壓為外界大氣壓一半時，密封后起爆。

4、第二次爆炸焊接

（1）鋁合金與第一次爆炸焊接復合板爆炸焊接，純鋁作為結合面。鋁合金板厚度4mm，船用鋼板厚度為≥10mm。