爆炸壓接復合技術

爆炸壓接復合技術

日本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。

吳全興摘譯自《チタン》