爆炸复合钢板设备制造中的焊接缺陷及质量控制

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1、爆炸复合钢板设备制造中的焊接缺陷及质量控制爆炸复合钢板设备制造中的焊接缺陷及质量控制邹华,陈寿军,周景蓉(南京三邦金属复合材料有限公司,江苏南京211155)摘要:爆炸焊接复合钢板设备在制造过程中焊接接头易产生裂纹等缺陷,对焊接接头缺陷产生原因进行分析,提出相应措施以避免缺陷产生.关键词:爆炸复合板;裂纹等缺陷;产生及防止中图分类号:TG178文献标识码:B文章编号:1001—4837(2007)11—0031—04WeldingDefectsandQualityControlforVesselsManufacturedwithExplosiveCladPlate

2、ZOUHua,CHENShou—jun,ZHOUJing—rong(NanjingSanbomMetalCladMateralCo.,Ltd.,Nanjing211155,China)Abstract:Owningtosomecrackswillexistontheweldingjointofequipmentsmadeofexplosivecladplateduringfabrication,SOthisarticleanalysisthereasonsandtakesomepropermeasurestoavoidthesedefects.Keywords:e

3、xplosivecladplate;defectsi.e.cracks;generationandprevention自1944年卡尔(Car1)提出爆炸焊接到1957年菲利普乔克(PhilipchukV)第一次将该技术引入工业领域并成功地实现铝和钢之间的焊接;1963年美国杜邦公司获得了7英尺×20英尺(13m2)的世界上第一块实用型钛一钢复合板;1968年大连造船厂试制成功了我国第一块爆炸复合板,短短数十年爆炸复合技术在各种领域得到应用.特别是20世纪80年代以来,爆炸焊接理论和试验技术得到了长足的发展.目前,该技术已广泛应用于化工,石油,制药,造船,甚至核工

4、业,航空航天等领域.爆炸焊接是利用炸药爆炸瞬间产生的巨大能量作为动力,使金属产生塑性变形,熔化,并达到原子间的结合.爆炸焊接的工程应用通常采取图1所示的平行法与角度法两种方式.当炸药在一端被引爆后,爆炸产物形成高压脉冲载荷,直接作用于覆板,使其在几微秒内被加速到每秒数百米并由起始端开始依次与基板碰撞.(a)角度法12345(b)平行法图11.雷管;2.炸药;3.复板;4.基板;5.基础两种金属板以一定角度相撞会产生很大的碰撞压力,这种压力远远超过金属的动态屈服极限,因而碰撞区产生高速的塑性变形,同时伴随着热效应.此刻,碰撞面类似于流体,两金属板的内表面形成两股方向

5、相反的金属射流:一股是碰撞点前的自由射?31?爆炸复合钢板设备制造中的焊接缺陷及质量控制流向未结合的空间高速喷出,冲刷金属表面,使其露出新鲜的清洁面,为两种金属结合提供条件;另一股是碰撞点后的凸角射流,它凝固于两金属板间,形成两金属的冶金结合[卜.1爆炸复合板材生产中的质量控制南京三邦金属复合材料有限公司是国内批量生产爆炸焊接复合板的厂家之一,同时致力于爆炸复合过程和复合材料性能的试验研究.爆炸复合需完善的工艺措施,对不同材料及其爆炸工况采取相应的预案.通过原材料复验,确定实测性能指标,同时采取比标准更严格的低温冲击试验,模拟野外作业条件.选择冲击性能好的基材,以

6、避免爆炸过程中瞬时高压冲击使其断裂.对覆层抗冲击性较差的材料(如耐磨的工具钢覆板和OCrl3覆板等),采取专门的措施,实现大面积的爆炸复合.复合板后期处理至关重要,它直接影响材料的安全使用.板材爆炸复合过程中有较大变形,产生加工硬化,需通过热处理恢复性能,但热处理不当会引起材料力学性能和耐蚀性降低.我们以大量试验数据来指导生产,在热处理时力求保证基/覆层材料的性能.例如:(1)复合材料表面宏观残余应力测量;(2)覆层耐蚀性能试验;(3)模拟焊后热处理试验;(4)基层和覆层热处理组织状态的金相分析;(5)特定工况下对复合材料的覆层进行挂片试验等.2复合板制造过程中焊

7、接接头的缺陷复合钢板的基层和覆层应采取不同的工艺.焊接时,除了基层和覆层单独焊接外,还涉及异种材料的焊接.若焊接材料或焊接工艺不当,会导致焊接性恶化,产生裂纹,未熔合等,以致焊接构件在后期加工或使用中破损或开裂.2.1焊接过程中产生焊接缺陷的原因(1)过渡层焊接材料选择不当复合钢板涉及异种材料的焊接,过渡层焊接时基层对其稀释,其熔合线附近成分复杂,易形成类马氏体等硬脆带【l..,在随后的成形过程中可能产生裂纹.(2)焊接参数不适当采用大电流焊接,熔合比和稀释率大.基层金属熔入过渡层焊缝的同时,就有较多的S,P等进入,若这些杂质与镍铜等结合形成低熔点共晶,易出现热裂

8、纹.过渡层