爆炸壓接復(fù)合技術(shù)

日本旭化成化學(xué)公司技術(shù)開發(fā)部的技術(shù)人員介紹了爆炸壓接復(fù)合技術(shù)的簡單理論，并以鈦鋼復(fù)合為例敘述了其制造方法及用途。爆炸壓接復(fù)合的接合原理有多種說法，現(xiàn)在仍在研究。而最流行的說法是:炸藥爆炸產(chǎn)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(tài)，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(shù)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(dá)到原子間的結(jié)合力。結(jié)合界面為數(shù)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(dòng)(固態(tài)流動(dòng))形成的。爆炸壓接復(fù)合成功與否由爆炸窗口決定，即撞擊點(diǎn)移動(dòng)速度Vc(與炸藥爆轟速度相等，約數(shù)千米每秒)，板的變形傾角β和板的撞擊速度Vp(數(shù)百米每秒)三個(gè)因素控制。旭化成公司擁有一個(gè)大的地下爆炸場地，該場地原是地下指揮所，后經(jīng)重修成為爆炸場地，它不受氣候影響，能夠達(dá)到穩(wěn)定生產(chǎn)。該公司是日本國內(nèi)唯一的爆炸壓接復(fù)合廠家，積累了40多年的技術(shù)，可生產(chǎn)多種材質(zhì)的復(fù)合材，并持有多項(xiàng)專利。旭化成公司鈦鋼復(fù)合板(鈦+碳素鋼)的制造工序?yàn)?鈦和碳素鋼爆炸面經(jīng)研磨后除去黑皮等氧化膜進(jìn)行爆炸壓接，然后進(jìn)行熱處理，矯平，切邊，表面處理(研磨等機(jī)械方法或酸洗)，最后按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行超聲探傷和剪切強(qiáng)度檢驗(yàn)。對(duì)于幅寬超過3 m的鈦鋼復(fù)合板，其覆板是由鈦板拼焊而成，并經(jīng)射線和滲透探傷確認(rèn)質(zhì)量后再進(jìn)行爆炸壓接。鈦鋼復(fù)合板主要用于發(fā)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(chǎn)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(chǎn)發(fā)電廠用管板2 500張，出廠后均無質(zhì)量問題。另外還生產(chǎn)化學(xué)容器用封頭以及結(jié)構(gòu)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。

吳全興摘譯自《チタン》