旭化成化學
公司技術開發部的技術人員介紹了爆炸壓接復合技術的簡單理論,并以
鈦鋼復合為例敘述了其制造方法及用途。爆炸壓接復合的接合原理有多種說法,現在仍在研究。而最流行的說法是:炸藥爆炸產生的沖擊力使金屬與金屬高速撞擊,撞擊部位表面呈瞬間的高溫高壓狀態,金屬表面的氧化物、氣體吸附層等阻礙接合的極薄表層(厚約數百微米)以金屬噴射物形式排出,因此基材和覆材的撞擊部位露出清潔的表面,使兩種金屬表面在極高壓力下壓接,理論上達到原子間的結合力。結合界面為數百納米的波浪形無定形層。波浪形是金屬表面在高壓下的塑性流動(固態流動)形成的。爆炸壓接復合成功與否由爆炸窗口決定,即撞擊點移動速度Vc(與炸藥爆轟速度相等,約數千米每秒),板的變形傾角β和板的撞擊速度Vp(數百米每秒)三個因素控制。旭化成公司擁有一個大的地下爆炸場地,該場地原是地下指揮所,后經重修成為爆炸場地,它不受氣候影響,能夠達到穩定生產。該公司是日本國內唯一的爆炸壓接復合廠家,積累了40多年的技術,可生產多種材質的復合材,并持有多項專利。旭化成公司鈦鋼復合板(鈦+碳素鋼)的制造工序為:鈦和碳素鋼爆炸面經研磨后除去黑皮等氧化膜進行爆炸壓接,然后進行熱處理,矯平,切邊,表面處理(研磨等機械方法或酸洗),最后按標準進行超聲探傷和剪切強度檢驗。對于幅寬超過3 m的鈦鋼復合板,其覆板是由
鈦板拼焊而成,并經射線和滲透探傷確認質量后再進行爆炸壓接。鈦鋼復合板主要用于發電廠用冷凝器及化工廠用熱交換器的管板。旭化成公司生產的冷凝器用管板的最大面積約30 m2,最大長度7.8 m。至今已生產發電廠用管板2 500張,出廠后均無質量問題。另外還生產化學容器用封頭以及結構過渡接頭(STJ),該接頭是在鋁和鋼之間插入薄的鈦板,用于船舶制造中鋁和鋼的焊接。
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