船用噴水推進器爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及爆炸焊接制造復(fù)合板的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及船用噴水推進器爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]因鋁材(5083)在退火狀態(tài)下有很高的塑性、耐腐蝕、焊接性良好等優(yōu)點，隨著航海級鋁合金板材的需求量持續(xù)增長，將大大提升■材市場的開發(fā)與研宄。通過冷加工的鋁材料強度可提高一倍以上；而且通過添加鎂、鋅、銅、錳、硅、鋰、鈧等元素合金化，再經(jīng)過熱處理進一步強化，其強度可與優(yōu)質(zhì)的合金鋼媲美；鋁及其合金表面，易生成一層致密、牢固的Al2O3保護膜，這層保護膜只有鹵素離子或堿離子的激烈作用下才會遭到破壞。因此，鋁有很好的耐大氣(包括工業(yè)性大氣和海洋大汽)腐蝕和水腐蝕的能力。能抵抗多數(shù)酸和有機物的腐蝕，采用緩蝕劑，可耐弱堿液腐蝕；同時，鋁對紅外線、紫外線、電磁波、熱輻射等都有良好的反射性能。
[0003]目前國內(nèi)使用的大多數(shù)輪船噴水推進器產(chǎn)品是將鋼和鋁分開加工，然后用膠水貼合，但是這樣鋁和鋼之間的貼合強度不高，易導(dǎo)致海水進縫，鋁板易氧化，體積變大，擠壓鋼層，導(dǎo)致鋼變形，影響葉輪轉(zhuǎn)動。因此必須自主創(chuàng)新，研發(fā)出高性能鋁-不銹鋼復(fù)合板新材料來取代原先的制作工藝，這對提高輪船質(zhì)量、降低設(shè)備制造成本、延長設(shè)備使用壽命和性能將起到非常重要的意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是針對上述技術(shù)現(xiàn)狀，而提供一種能提高輪船噴水推進器鋁和鋼之間貼合率及貼合強度高、制造成本低的船用噴水推進器爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)。
[0005]船用噴水推進器爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括放置在地基上的基層，基層上間隙配合有復(fù)層鋁合金層，復(fù)層鋁合金層上鋪設(shè)炸藥層，炸藥層上安裝有雷管，其中:基層與復(fù)層鋁合金層之間還設(shè)置有純鋁過渡層，純鋁過渡層與基層以及復(fù)層鋁合金層均間隙配合，復(fù)層鋁合金層與炸藥層之間設(shè)置用于保護復(fù)層鋁合金層不受爆炸破壞的保護層。
[0006]為優(yōu)化上述技術(shù)方案，采取的具體措施還包括:
[0007]上述的純鋁過渡層與基層平行，復(fù)層鋁合金層為具有折彎角。
[0008]上述的復(fù)層鋁合金層的折彎角位于復(fù)層鋁合金層中部，且復(fù)層鋁合金層的兩側(cè)以該折彎角為中心向上折起。
[0009]上述的基層與純鋁過渡層之間以及純鋁過渡層與復(fù)層鋁合金層之間均通過支撐片支撐連接。
[0010]上述的位于爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)兩端的支撐片的高度高于位于爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)中部的支撐片的高度。
[0011]上述的復(fù)層鋁合金層采用鋁合金5083。
[0012]上述的純鋁過渡層采用純鋁1060。
[0013]上述的基層采用不銹鋼316L。
[0014]上述的炸藥層采用1#巖石乳化炸藥。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型在復(fù)層鋁合金5083、過渡層純鋁1060和基層不銹鋼316L之間采用一定間隙，通過平行法的安裝布置，最終使之實現(xiàn)大面積的連續(xù)焊接，貼合強度多 160Mpa。
[0016]鋁-不銹鋼復(fù)合板的爆炸復(fù)合是把復(fù)層鋁合金板作為接觸腐蝕介質(zhì)的一層，純鋁1060起到過渡作用第二層，不銹鋼板作為承受載荷的第三層。當(dāng)置于復(fù)層鋁合金板之上的炸藥被雷管引爆后，炸藥的爆炸化學(xué)反應(yīng)經(jīng)過一段時間的加速便以爆轟速度在復(fù)層鋁合金板上向前傳播。隨著爆轟波的推進和爆炸產(chǎn)物的急劇膨脹，炸藥的化學(xué)能大部分轉(zhuǎn)變成高速運動的爆轟波和爆炸產(chǎn)物。隨后這一動能的一部分傳遞給復(fù)層鋁合金板，從而推動復(fù)層鋁合金板向基板高速運動，并形成一定的彎折角，復(fù)層鋁合金板和基板隨即在接觸點上依次發(fā)生撞擊，才能形成基、復(fù)板間的有效結(jié)合。
[0017]本實用新型實現(xiàn)了鋁-不銹鋼之間的爆炸復(fù)合板，其貼合率和剪切強度等性能均能滿足要求，同時本實用新型分別兼顧了鋁合金5083良好的抗腐蝕性及耐磨性能與不銹鋼鋼板強度好的特點。而且大大延長了產(chǎn)品設(shè)備使用壽命。本實用新型生產(chǎn)的鋁-不銹鋼復(fù)合板無論從力學(xué)性能還是耐腐蝕性能等均能滿足設(shè)備制造及航海工業(yè)發(fā)展的需要。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0019]以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作進一步詳細描述。
[0020]圖1所示為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]其中的附圖標(biāo)記為:地基1、基層2、復(fù)層鋁合金層3、炸藥層4、雷管5、純鋁過渡層6、保護層7、支撐片8。
[0022]如圖1所示，本實用新型的船用噴水推進器爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括放置在地基I上的基層2，基層2上間隙配合有復(fù)層鋁合金層3，復(fù)層鋁合金層3上鋪設(shè)炸藥層4，炸藥層4上安裝有雷管5，其中:基層2與復(fù)層鋁合金層3之間還設(shè)置有純鋁過渡層6，純鋁過渡層6與基層2以及復(fù)層鋁合金層3均間隙配合，復(fù)層鋁合金層3與炸藥層4之間設(shè)置用于保護復(fù)層鋁合金層3不受爆炸破壞的保護層7。
[0023]實施例中，純鋁過渡層6與基層2平行，復(fù)層鋁合金層3為具有折彎角。
[0024]實施例中，復(fù)層鋁合金層3的折彎角位于復(fù)層鋁合金層3中部，且復(fù)層鋁合金層3的兩側(cè)以該折彎角為中心向上折起。
[0025]實施例中，基層2與純鋁過渡層6之間以及純鋁過渡層6與復(fù)層鋁合金層3之間均通過支撐片8支撐連接。
[0026]實施例中，位于爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)兩端的支撐片8的高度高于位于爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)中部的支撐片8的高度。
[0027]實施例中，復(fù)層鋁合金層3采用鋁合金5083。
[0028]實施例中，純鋁過渡層6采用純鋁1060。
[0029]實施例中，基層2采用不銹鋼316L。
[0030]實施例中，炸藥層4采用1#巖石乳化炸藥。
[0031]下面具體說明本實用新型的實施方式。
[0032]鋁-不銹鋼復(fù)合板的爆炸復(fù)合，是通過爆炸焊接的方式將鋁和不銹鋼之間形成有效結(jié)合，但通過大量實驗，鋁合金5083與316L之間通過爆炸焊接的方式不能直接形成有效的結(jié)合，所以通過對鋁合金5083與316L之間加過渡層，使之形成貼合狀態(tài)，以下為試驗內(nèi)容:
[0033]試驗1:爆炸復(fù)合試驗是在現(xiàn)場安裝時將鋁合金5083放置在上面，不銹鋼鋼板作為下面一層基板，中間放置過渡層鐵皮，首先鐵皮與316L之間支撐片間隙采用8_，鋁合金5083與鐵皮中間放置1mm支撐片間隙，且在間隙上選用兩端區(qū)域支撐片間隙比中間稍大，采用12_，以滿足小角度安裝的需要。爆炸復(fù)合后，經(jīng)熱處理、矯平后，對貼合率及剪切強度進行檢測，發(fā)現(xiàn)板面有大量不貼合現(xiàn)象，貼合強度僅為48Mpa。
[0034]試驗2:操作方法與鐵皮過渡層相同，但是在鋁合金和不銹鋼鋼板之間過渡層換用銅板Tl，且在藥量上也有所增加，裝藥量為2.89g/cm2。爆炸復(fù)合后，經(jīng)熱處理、矯平后，對貼合率及剪切強度進行檢測，發(fā)現(xiàn)板面仍有大量不貼合現(xiàn)象，貼合強度僅為63Mpa。
[0035]試驗3:試驗方法如上，但是在鋁合金和不銹鋼鋼板之間過渡層改用純鋁1060，且為了避免在爆炸復(fù)合過程中燒傷復(fù)板面，保護層也進行了加厚。如圖1所示，爆炸復(fù)合后，經(jīng)熱處理、矯平后，對貼合率及剪切強度進行檢測，貼合率達100%，貼合強度彡160Mpao
[0036]通過對試驗3數(shù)據(jù)進行反復(fù)試驗，鋁合金5083與316L之間通過加過渡層純鋁1060，增加藥量為2.89g/ cm2，增加保護層厚度，通過爆炸焊接，鋁-不銹鋼鋼板之間完全可以達到100%貼合，且貼合強度完全能滿足要求。
[0037]以上僅是本實用新型的優(yōu)選實施方式，本實用新型的保護范圍并不僅局限于上述實施例，凡屬于本實用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實用新型的保護范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實用新型原理前提下的若干改進和潤飾，應(yīng)視為本實用新型的保護范圍。
【主權(quán)項】
1.船用噴水推進器爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括放置在地基(I)上的基層(2)，所述的基層(2)上間隙配合有復(fù)層鋁合金層(3)，所述的復(fù)層鋁合金層(3)上鋪設(shè)炸藥層(4)，所述的炸藥層(4)上安裝有雷管(5)，其特征是:所述的基層(2)與復(fù)層鋁合金層(3)之間還設(shè)置有純鋁過渡層￠)，所述的純鋁過渡層(6)與基層(2)以及復(fù)層鋁合金層(3)均間隙配合，所述的復(fù)層鋁合金層(3)與炸藥層(4)之間設(shè)置用于保護復(fù)層鋁合金層(3)不受爆炸破壞的保護層(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用噴水推進器爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的純鋁過渡層(6)與基層(2)平行，所述的復(fù)層鋁合金層(3)為具有折彎角。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船用噴水推進器爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的復(fù)層鋁合金層(3)的折彎角位于復(fù)層鋁合金層(3)中部，且復(fù)層鋁合金層(3)的兩側(cè)以該折彎角為中心向上折起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的船用噴水推進器爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的基層(2)與純鋁過渡層(6)之間以及純鋁過渡層(6)與復(fù)層鋁合金層(3)之間均通過支撐片(8)支撐連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的船用噴水推進器爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征是:位于爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)兩端的支撐片(8)的高度高于位于爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)中部的支撐片(8)的高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用噴水推進器爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的復(fù)層鋁合金層(3)采用鋁合金5083。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用噴水推進器爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的純鋁過渡層(6)采用純鋁1060。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用噴水推進器爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的基層(2)采用不銹鋼316L。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的船用噴水推進器爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)，其特征是:所述的炸藥層(4)采用1#巖石乳化炸藥。
【專利摘要】本實用新型公開了船用噴水推進器爆炸復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括放置在地基上的基層，基層上間隙配合有復(fù)層鋁合金層，復(fù)層鋁合金層上鋪設(shè)炸藥層，炸藥層上安裝有雷管，其中：基層與復(fù)層鋁合金層之間還設(shè)置有純鋁過渡層，純鋁過渡層與基層以及復(fù)層鋁合金層均間隙配合，復(fù)層鋁合金層與炸藥層之間設(shè)置用于保護復(fù)層鋁合金層不受爆炸破壞的保護層。本實用新型實現(xiàn)了鋁-不銹鋼之間的爆炸復(fù)合板，其貼合率和剪切強度等性能均能滿足要求，同時本實用新型分別兼顧了鋁合金5083良好的抗腐蝕性及耐磨性能與不銹鋼鋼板強度好的特點。而且大大延長了產(chǎn)品設(shè)備使用壽命。
【IPC分類】B23K103-20, B23K20-08, B23K20-227, B23K101-18
【公開號】CN204449618
【申請?zhí)枴緾N201520045615
【發(fā)明人】鄧寧嘉, 孫建, 戴和華, 潘云龍, 蔣濟仁
【申請人】安徽寶泰特種材料有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年1月23日