專利名稱：大型水利工程用2205雙相鋼復(fù)合鋼板的爆炸焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是金屬爆炸復(fù)合工藝。
背景技術(shù)：
所謂雙相不銹鋼是在其固溶組織中鐵素體相與奧氏體相各占一半， 一般最少 相的含量也要達(dá)到30%。由于兩相組織的特點(diǎn)，通過正確控制化學(xué)成分和熱處理 工藝，使雙相不銹鋼兼有鐵素體不銹鋼和奧氏體不銹鋼的優(yōu)點(diǎn)
1、與奧氏體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的優(yōu)勢如下
(1) 屈服強(qiáng)度比普通奧氏體不銹鋼高一倍多，且具有成型需要的足夠的塑 韌性。采用雙相不銹鋼制造儲罐或壓力容器的壁厚要比常用的奧氏體減少 30-50%，有利于降低成本。
(2) 具有優(yōu)異的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力，即使是含合金量最低的雙相不銹 鋼也比奧氏體不銹鋼更高的耐應(yīng)力腐蝕破裂的能力，尤其在含氯離子的環(huán)境中。 應(yīng)力腐蝕是普通奧氏體不銹鋼難以解決的突出問題。
(3) 在許多介質(zhì)中應(yīng)用最普遍的雙相不銹鋼的耐腐蝕性優(yōu)于普通的316L奧 氏體不銹鋼，而超級雙相不銹鋼具有極高的耐腐蝕性，在如醋酸，甲酸等一些介 質(zhì)中甚至可以取代超級奧氏體不銹鋼，乃至鎳基耐蝕合金。
(4) 具有良好的耐局部腐蝕性能，與合金含量相當(dāng)?shù)膴W氏體不銹鋼相比， 它的耐點(diǎn)腐蝕和縫隙腐蝕磨損腐蝕和疲勞腐蝕性能都優(yōu)于奧氏體不銹鋼。
(5) 比奧氏體不銹鋼的線膨脹系數(shù)低，和碳鋼接近，適合與碳鋼連接，具 有重要的工程意義，如生產(chǎn)復(fù)合板或襯里等。
(6) 不論在動載或靜載條件下，比奧氏體不銹鋼具有更高的能量吸收能力， 這對結(jié)構(gòu)件應(yīng)付突發(fā)事故如沖撞，爆炸等，雙相不銹鋼優(yōu)勢明顯，有實際應(yīng)用價值。
2、與鐵素體不銹鋼相比，雙相不銹鋼的優(yōu)勢如下
(1) 綜合力學(xué)性能比鐵素體不銹鋼好，尤其是塑韌性，不象鐵素體不銹鋼 那樣對脆性敏感。
(2) 除耐應(yīng)力腐蝕性能外，其他耐局部腐蝕性能都優(yōu)于鐵素體不銹鋼。
(3) 冷加工工藝性能和冷成型性能遠(yuǎn)優(yōu)于鐵素體不銹鋼。
(4) 焊接性能也遠(yuǎn)優(yōu)于鐵素體不銹鋼， 一般焊前不需預(yù)熱，焊后不需熱處理。
(5) 應(yīng)用范圍較鐵素體不銹鋼寬。
雙相不銹鋼的弱勢如下-合金元素含量高，價格相對高。
綜上所述，雙相不銹鋼以其優(yōu)越的力學(xué)與耐腐蝕綜合性能贏得了使用者的青 睞，已成為既節(jié)省重量又節(jié)省投資的優(yōu)良的耐蝕工程材料。
2205雙相不銹鋼化學(xué)成分為C^).03; Mr^2.00; P^).030; SS0.02; S匕1.0Ni 4.5-6.5; Cr21-23; Mo2.5-3.5; N0.08-0.2，它綜合了許多鐵素體和奧氏體最有 益的性能，由于該鋼鉻和鉬的含量都很高，因此具有極好的抗點(diǎn)腐蝕和均勻腐蝕 的能力，雙相頭微組織保證了該鋼具有很高的抗應(yīng)力腐蝕破裂的能力，而且機(jī)械 強(qiáng)度也很高。，屈服強(qiáng)度是18-8型奧氏體不銹鋼約2倍。
2205雙相不銹鋼具有上述特點(diǎn)，所以廣泛的作為各種腐蝕性原料的容器或 大型水利工程中與水的直接接觸面使用，但是由于2205雙相不銹鋼的市場價格 較高，又要滿足強(qiáng)度的需要，所以需要將2205雙相不銹鋼和普通的金屬復(fù)合使 用。
爆炸焊接技術(shù)是通過炸藥爆轟產(chǎn)生的高壓脈沖載荷，推動一種材料(復(fù)材)高 速傾斜碰撞另一種材料(基材)，其加載應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于金屬材料的屈服強(qiáng)度，加載 過程的瞬間性(一般為微量級)，材料受載的局部性，交織發(fā)生在作用點(diǎn)的微小
5的鄰近區(qū)域并且高速地移動等方式，實現(xiàn)兩種金屬的冶金結(jié)合，結(jié)合區(qū)呈現(xiàn)為波 狀的冶金結(jié)合。爆炸焊接又是用炸藥作能源進(jìn)行金屬間焊接和生產(chǎn)金屬復(fù)合材料 的一種很有實用價值的高新技術(shù)。其最大特點(diǎn)是在瞬間能將金屬組合，簡單、迅 速和強(qiáng)固地焊接在一起。與軋制、堆焊、澆鑄等焊接技術(shù)相比爆炸焊接技術(shù)的優(yōu) 點(diǎn)在于
廣泛的材料適應(yīng)性和可焊性，適用于大多可塑性金屬或合金；尤其是對于 大面積金屬的焊接，可以說是唯一的連接方法；不僅適用于相溶性金屬的組合， 而且適用于非相溶性金屬的組合，也適用于易產(chǎn)生脆性金屬間化合物的金屬及合 金；具有良好的導(dǎo)熱性，低的界面電阻，結(jié)合區(qū)無熱影響區(qū)構(gòu)成良好的接頭性能， 瞬間的熱過程使界面沒有或僅有少量的溶化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種大型水利工程用2205雙相鋼復(fù)合鋼板的爆炸焊接 方法以彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)之不足。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的大型水利工程用2205雙相鋼復(fù)合鋼板的爆炸 焊接方法，其特征是包括以下步驟
a、 基材處理校平，使鋼板不平度〈5mm/m;且整板面《10mm/全長(寬)； 管板用板面不平度^.5mm/m;且整板面《2.5mm/全長(寬)；再將鋼板水平放置， 使用砂輪進(jìn)行打磨，清除表面雜物，使表面光潔、平整，表面粗糙度為Ral2.5 u m，再進(jìn)行拋磨光潔；
b、 復(fù)材處理保證2205雙相不銹鋼板的板面不平度〈5mm/m;且整板面《 10mm/全長(寬)；管板用板面不平度〈.5mm/m;且整板面《2.5mm/全長(寬)； 再放平，使用砂帶或葉輪順長度打磨光潔；
c、 涂刷及配對將2205雙相不銹鋼板涂刷上復(fù)材保護(hù)劑，然后和鋼板配對， 配對后2205雙相不銹鋼板和鋼板之間通過隔斷物進(jìn)行放置，避免直接摩擦而損 壞2205雙相不銹鋼板表面；d、 爆炸復(fù)合將鋼板水平放置，2205雙相不銹鋼板在其上平行放置，在2205 雙相不銹鋼板外表面均勻放置炸藥，通過雷管引爆，在高制動壓力下，2205雙相 不銹鋼板和鋼板的表面就牢牢的粘接在一起；
e、 補(bǔ)焊爆炸復(fù)合之后，復(fù)合鋼板經(jīng)100y。UT檢測未復(fù)合區(qū)域予以補(bǔ)焊；
f、 熱處理補(bǔ)焊后的復(fù)合鋼板進(jìn)行熱處理，以消除爆炸時產(chǎn)生的應(yīng)力，保證 基材的強(qiáng)度等各項性能和焊縫及復(fù)材耐腐蝕性能的要求；
g、 后續(xù)處理將熱處理后的復(fù)合鋼板經(jīng)過校平，切邊，機(jī)械拋光或酸洗鈍
化后即得成品。
所述的大型水利工程用2205雙相鋼復(fù)合鋼板的爆炸焊接方法，其特征是 在作復(fù)材處理時，2205雙相不銹鋼板厚度》5mm時，周邊應(yīng)開槽；
所述的大型水利工程用2205雙相鋼復(fù)合鋼板的爆炸焊接方法，其特征是 當(dāng)2205雙相不銹鋼板的尺寸過小時，在作復(fù)材處理之前進(jìn)行拼接。
所述的大型水利工程用2205雙相鋼復(fù)合鋼板的爆炸焊接方法，其特征是-所述的復(fù)材保護(hù)劑為水玻璃，其濃度(° Be)為16-20。
有益效果
本發(fā)明提供的方法，能夠有效的將2205雙相不銹鋼與普通鋼板復(fù)合，從而
在保證復(fù)合鋼板具有2205雙相不銹鋼所有的優(yōu)點(diǎn)的前提下，擁有了需要的強(qiáng)度，
從而節(jié)約了昂貴金屬的使用量。同時本方法提供的產(chǎn)品具有很高的焊接質(zhì)量，保
證長期穩(wěn)定使用不會脫落。
下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述
具體實施例方式
實施例 基材下料工藝
鋼板應(yīng)該有質(zhì)量證明書，標(biāo)志清楚；材料有超聲檢測要求的鋼板，應(yīng)按照要 求經(jīng)超聲檢測合格；材料的鋼號、規(guī)格、材料檢驗編號與質(zhì)量跟蹤卡一致。按質(zhì)量跟蹤卡投料規(guī)格尺寸劃線，劃線時應(yīng)該保證鋼板四邊尺寸線的夾角
為直角。鋼板的長度和寬度偏差為0—5mm，對角線誤差不大于3mm。
檢査鋼板的表面質(zhì)量，如果發(fā)現(xiàn)鋼板表面有質(zhì)量缺陷時應(yīng)及時處理合格。 按劃線進(jìn)行氣割或剪切，允許留適量的修磨余量，剪切后清理毛刺，氣割時應(yīng) 清除熔渣，切割面與鋼板面應(yīng)該垂直且平整光潔，不得有結(jié)疤、鋸齒狀、凹坑 等缺陷，當(dāng)出現(xiàn)上述缺陷時，允許修磨以達(dá)到切割表面平整。
鋼板板面不平度》5mm /m或整板面〉10mm /全長(寬)時應(yīng)該進(jìn)行校平， 經(jīng)校平后鋼板板面的不平度應(yīng)〈5mm /m，且整板面《10mm /全長(寬)。
復(fù)合管板用鋼板板面不平度》1.5 mm / m或整板面〉2.5mm /全長(寬)時 應(yīng)該進(jìn)行校平，經(jīng)校平后鋼板板面的不平度應(yīng)q.5mm/m，且整板面《2.5mm / 全長(寬)。
復(fù)材下料工藝
檢查2205雙相不銹鋼板的材質(zhì)、規(guī)格。如果2205雙相不銹鋼板需要拼接時， 其拼接要求如下2205雙相不銹鋼板的寬度需要拼接時，原則上2205雙相不 銹鋼板的拼接寬度尺寸》300mm，當(dāng)不能滿足時，拼接寬度最小尺寸應(yīng)〉250mm; 2205雙相不銹鋼板的長度需要拼接時，2205雙相不銹鋼板的拼接焊縫位置應(yīng)《 L/4中心線位置(L為2205雙相不銹鋼板總長度)。組裝點(diǎn)焊應(yīng)采用與產(chǎn)品施焊 同型號、規(guī)格的焊條，每隔100mm點(diǎn)焊一點(diǎn)，點(diǎn)焊長度約4-6mm。再打磨和拋 光焊縫。
放巻前清理滾式平板機(jī)，剪板機(jī)等設(shè)備內(nèi)、外的雜物和塵土，并擦拭滾式平 板機(jī)的輥筒，若手感不光滑時要用細(xì)紗布打磨光滑，放巻時應(yīng)用木棒傳送，防止 2205雙相不銹鋼板表面劃傷。
剪板按劃線進(jìn)行剪切，保留劃線，再清除毛刺。等離子切割按劃線切割，保留劃線，清除熔渣，并用砂輪打磨割口銳角。
當(dāng)2205雙相不銹鋼板厚度》5mm時，周邊應(yīng)開槽槽的中心線與復(fù)材邊線 的距離為10-20mm，槽的底面與復(fù)材的底面的距離為2-4mm;因為復(fù)材在復(fù)合 的時候，在強(qiáng)大沖擊力的作用下，復(fù)材的邊緣在剪切力的作用下會被剪切脫落， 那復(fù)材和基材的端面就會平齊，當(dāng)復(fù)材的厚度較大時，剪切力不足以達(dá)到要求， 就會影響復(fù)合板的邊緣質(zhì)量，為了達(dá)到效果，就可以在設(shè)定位置開槽以便順利脫 落。槽在刨床或車床上加工；如果用碳弧氣刨開槽，應(yīng)盡量保證槽口尺寸。氣刨 前應(yīng)涂防飛濺涂料，氣刨后應(yīng)砂磨兩側(cè)的飛濺物及氧化物。
校平2205雙相不銹鋼板的板面不平度》5mm/m或且整板面〉10mm/全長 (寬)時應(yīng)校平，經(jīng)校平后板面的；不平度〈5mm/m;且整板面《10mm/全長(寬)； 復(fù)合管板用板面復(fù)合管板用鋼板板面不平度^1.5 mm/m或整板面〉2.5mm /
全長(寬)時應(yīng)該進(jìn)行校平，經(jīng)校平后鋼板板面的不平度應(yīng)<1. 5 mm / m，且整
板面《2.5mm /全長(寬)。
基材打磨工藝
鋼板復(fù)合表面的打磨面要均勻，不允許有氧化皮、麻點(diǎn)、凹坑等缺陷，而且 要保證鋼板厚度。
粗打磨用36號砂輪片(鋼板厚度〈60mm時)或24號砂輪片(鋼板厚度》60mm 時)，粗打磨時發(fā)現(xiàn)氧化皮、麻點(diǎn)、凹坑及打磨不均勻時，應(yīng)及時處理后再進(jìn)行 打磨；粗打磨后后應(yīng)及時清除打磨表面的磨屑。氧化皮、積塵等雜物。
精打磨用60號砂輪片，精打磨后應(yīng)及時清除打磨表面的鐵屑、積塵等雜物; 精打磨后的打磨面平整、光潔。其表面粗糙度Ral2.5txm。
打磨后的鋼板板面用不銹鋼絲輪均勻的進(jìn)行拋磨光潔。
復(fù)材打磨工藝
2205雙相不銹鋼板的打磨采用砂帶或葉輪順長度方向打磨光潔，如果2205
9雙相不銹鋼板表面有缺陷需要打磨時可采用砂帶進(jìn)行打磨。
打磨要均勻，不允許出現(xiàn)氧化皮、麻點(diǎn)、凹坑等缺陷，要保證2205雙相不 銹鋼板復(fù)材的厚度。打磨后應(yīng)及時清除打磨表面的磨屑、積塵等雜物。 打磨后的2205雙相不銹鋼板復(fù)材表面應(yīng)平整，呈現(xiàn)金屬光澤。 復(fù)材保護(hù)劑涂刷工藝
將鋼板基材和2205雙相不銹鋼板復(fù)材進(jìn)行配對，再將2205雙相不銹鋼板表 面涂刷水玻璃，其濃度(° Be)為16-20，涂水玻璃的泡沫刷或者噴槍必須保持 干凈。爆炸復(fù)合前，應(yīng)該嚴(yán)格控制基材和復(fù)材之間的間歇，確保復(fù)合質(zhì)量。
爆炸復(fù)合將鋼板水平放置，2205雙相不銹鋼板在其上平行放置，在2205 雙相不銹鋼板外表面均勻放置炸藥，炸藥的爆速為1.8X103 —2.2X103m/s、猛 度為6—10mm、密度為0.6g/cm-3—0.85 g/cm人通過雷管引爆，在高制動壓力 下，2205雙相不銹鋼和鋼板的表面就牢牢的粘接在一起。
補(bǔ)焊
爆炸復(fù)合之后，經(jīng)100n/。UT檢測未復(fù)合區(qū)域予以補(bǔ)焊。復(fù)合后鋼板表面缺陷
深度不超過復(fù)合板公差之半的缺陷予以打磨平滑。
在待補(bǔ)焊區(qū)周圍100mm范圍內(nèi)刷上防飛濺涂料，在碳弧氣刨方向上，除采 用防飛濺涂料外，還應(yīng)作防飛濺隔板，不允許氣刨時的飛濺物損傷板表面。用碳 弧氣刨將未結(jié)合部分的復(fù)層去掉，然后用砂輪將氣刨表面的周圍打磨干凈，并將 基層磨去0.5-lmm，周圍磨出50-60度斜角。然后按照《不銹鋼復(fù)合鋼板焊接工 藝守則》之規(guī)定施焊，復(fù)層補(bǔ)焊之后應(yīng)采用0)2.5mm焊條及小電流沿熔合線接一 圈，以減小熔合線處的凹陷。
補(bǔ)焊后補(bǔ)焊處先用砂輪粗磨平整，然后用沙帶拋光，最后補(bǔ)焊處及周圍 100mm范圍內(nèi)，應(yīng)經(jīng)UT和PT檢查合格。
熱處理工藝
補(bǔ)焊后的復(fù)合鋼板進(jìn)行熱處理，以消除爆炸時產(chǎn)生的應(yīng)力，保證基材的強(qiáng)度
10等各項性能和焊縫及復(fù)材耐腐蝕性能的要求。 校平、切邊工藝
復(fù)合板的復(fù)層向上在七輥校平機(jī)或三輥巻板機(jī)上來回輥壓校平，達(dá)到要求后 劃線，再按劃線剪切(復(fù)合板厚度《20mm)或等離子切割(復(fù)合板厚度〉20mm); 復(fù)合板四(圓)周邊切割面與板面應(yīng)垂直，且復(fù)合板四(圓)周邊切割面應(yīng)平整、 光滑，不得有結(jié)疤、鋸齒狀、凹坑等缺陷，如果有上述缺陷允許修磨以達(dá)到要求。
機(jī)械拋光工藝或酸洗工藝
使用葉輪對復(fù)合板復(fù)層表面進(jìn)行拋光或酸洗鈍化后即得成品，拋光后的成 品其復(fù)層表面的連續(xù)磨紋必須一致。
權(quán)利要求
1、大型水利工程用2205雙相鋼復(fù)合鋼板的爆炸焊接方法，其特征是包括以下步驟a、基材處理校平，使鋼板不平度＜5mm/m；且整板面≤10mm/全長(寬)；管板用板面不平度＜1.5mm/m；且整板面≤2.5mm/全長(寬)；再將鋼板水平放置，使用砂輪進(jìn)行打磨，清除表面雜物，使表面光潔、平整，表面粗糙度為Ra12.5μm，再進(jìn)行拋磨光潔；b、復(fù)材處理保證2205雙相不銹鋼板的板面不平度＜5mm/m；且整板面≤10mm/全長(寬)；管板用板面不平度＜1.5mm/m；且整板面≤2.5mm/全長(寬)；再放平，使用砂帶或葉輪順長度打磨光潔；c、涂刷及配對將2205雙相不銹鋼板涂刷上復(fù)材保護(hù)劑，然后和鋼板配對，配對后2205雙相不銹鋼板和鋼板之間通過隔斷物進(jìn)行放置，避免直接摩擦而損壞2205雙相不銹鋼板表面；d、爆炸復(fù)合將鋼板水平放置，2205雙相不銹鋼板在其上平行放置，在2205雙相不銹鋼板外表面均勻放置炸藥，通過雷管引爆，在高制動壓力下，2205雙相不銹鋼板和鋼板的表面就牢牢的粘接在一起；e、補(bǔ)焊爆炸復(fù)合之后，復(fù)合鋼板經(jīng)100％UT檢測未復(fù)合區(qū)域予以補(bǔ)焊；f、熱處理補(bǔ)焊后的復(fù)合鋼板進(jìn)行熱處理，以消除爆炸時產(chǎn)生的應(yīng)力，保證基材的強(qiáng)度性能和焊縫及復(fù)材耐腐蝕性能的要求；g、后續(xù)處理將熱處理后的復(fù)合鋼板經(jīng)過校平，切邊，機(jī)械拋光或酸洗鈍化后即得成品。
2、 如權(quán)利要求1所述的2205雙相不銹鋼板復(fù)合板的爆炸焊接方法，其特 征是在作復(fù)材處理時，2205雙相不銹鋼板厚度》5mm時，周邊應(yīng)開槽；
3、 如權(quán)利要求1所述的大型水利工程用2205雙相鋼復(fù)合鋼板的爆炸焊接方法，其特征是2205雙相不銹鋼在作復(fù)材處理之前可以進(jìn)行拼接。
4、如權(quán)利要求1所述的大型水利工程用2205雙相鋼復(fù)合鋼板的爆炸焊接 方法，其特征是所述的復(fù)材保護(hù)劑為水玻璃，其濃度(° Be)為16-20。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是金屬爆炸復(fù)合工藝，其特征是包括以下步驟基材處理、復(fù)材處理、涂刷及配對、爆炸復(fù)合、補(bǔ)焊、熱處理、后續(xù)處理。本發(fā)明提供的方法，能夠有效的將2205雙相不銹鋼與普通鋼板復(fù)合，從而在保證復(fù)合鋼板具有2205雙相不銹鋼所有的優(yōu)點(diǎn)的前提下，擁有了需要的強(qiáng)度，從而節(jié)約了昂貴金屬的使用量。同時本方法提供的產(chǎn)品具有很高的焊接質(zhì)量，保證長期穩(wěn)定使用不會脫落。
文檔編號B23K20/24GK101554679SQ200810233240
公開日2009年10月14日 申請日期2008年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月8日
發(fā)明者王典燦 申請人:四川驚雷科技股份有限公司