一种舰船用铝钢过渡接头爆炸焊接真空装置

2021-12-16王强朱海涛夏金明

科技信息·学术版 2021年34期

王强　朱海涛　夏金明

技术领域：

本发明涉及一种真空装置，尤其涉及一种舰船用铝钢过渡接头爆炸焊接真空装置。

背景技术：

目前，高速舰船设计制造时，为了降低船体重心，提高船舶航速和航行的稳定性，其上层建筑物往往采用铝合金结构，主船体为钢制结构。两者间多采用铝钢过渡接头来连接，这样的结构有效的降低船体重心，提高船舶航行性能，降低能耗。铝钢过渡接头一般采用爆炸焊接的方式制得，这种工艺生产的铝钢过渡接头结合强度高，不易腐蚀。但在实际生产中，大面积板材爆炸焊接在露天的野外进行，由于爆炸焊接过程中界面空气近乎绝热压缩产生热量，以及爆炸焊接过程中复板表面产生金属射流，这些因素联合作用使得纯铝和铝合金中的活泼成分与空气中的成分产生反应，生产氧化物、氮化物、碳化物、氢化物等，这些物质聚集在铝钢结合界面处，影响界面结合强度，存在安全隐患。

在真空中进行爆炸焊接可以消除空气对爆炸焊接的影响。爆炸焊接的能源来源于炸药，爆炸瞬间向四周释放的能量是巨大的，传统的密闭真空室内进行爆炸焊接，其密闭真空室需要承受的爆炸压力很大，因此要求安全性能高。而且密闭真空室造价昂贵，维护费用高，限制炸药最大量，单次使用抽真空时间长，效率低，也不利于机械化作业。

发明内容：

本发明通过改变传统密闭真空室形式，采用钢制框架和塑料膜覆盖的方式，这种方式不仅避免了由于真空，外界大气压力对内部板材和炸药造成挤压，产生变形。而且可以有效的形成真空环境，减少爆炸焊接环境中的气体含量，降低了氧化物、氮化物、碳化物、氢化物等有害物质的生成，提高了过渡接头强度。本发明操作简单，适合机械化生产，并且在上部只有一层塑料膜，当爆炸能量过大时，此处可作为卸爆口，将多余能量释放出去，提高了装置的使用安全性，也提高了装置的使用寿命。

具体实施方式：

1、被焊金属材料的准备。

铝合金板厚度为4mm，纯铝板厚度3-6mm，船用钢板厚度为≥10mm。

2、爆炸焊接前基、复板表面处理。

爆炸焊接前清理金属待结合面的表面，力求平、光、净，表面粗糙度小于6.3μm。安装前，将待结合面上的污物用丙酮或酒精擦净，确保没有污物影响结合质量。

3、第一次爆炸焊接

纯铝与船用钢板爆炸焊接，纯铝板厚度3-6mm，船用钢板厚度为≥10mm。

（1）钢制容器框架放置于密封薄膜中，两者一同放置在平整的炮台之上。

（2）裝配基、复板，将复板纯铝板与基板船用钢板装配在一起，调整间隙高度，并铺设炸药，连接雷管。

（3）将密封薄膜密封，并抽真空，待密封区域内大气压为外界大气压一半时，密封后起爆。

4、第二次爆炸焊接

（1）铝合金与第一次爆炸焊接复合板爆炸焊接，纯铝作为结合面。铝合金板厚度4mm，船用钢板厚度为≥10mm。