山東華霖鋼泰金屬制品有限公司以下文字是爆炸復合領域?qū)＜疑郾拖壬鶎憽?/p>
文字對全球金屬爆炸復合板的起源，國內(nèi)的發(fā)展和應用均有涉及，是一篇難得的科普好文。
關于爆炸復合的簡介
邵丙璜
1，發(fā)展概況
爆炸復合(又稱爆炸焊接)，它的發(fā)現(xiàn)帶有一點偶然性：1944年美國人L.R.卡爾(Carl)在一次炸藥爆炸試驗中，偶然發(fā)現(xiàn)兩片直徑1英寸，彩色不銹鋼板厚度0.035英寸的黃銅薄圓片，爆炸不銹鋼復合板標準,壓力容器用不銹鋼爆炸復合板執(zhí)行標由于受到爆炸的突然沖擊而被焊接在一起。他還驚奇地觀察到兩片銅片的焊接界面竟然不是平面，而是規(guī)則的類似于波浪型的界面，在波頭前沿還能觀察到金屬由于渦旋所引起的“浪花”。這種奇妙的波狀界面正是爆炸焊接雙金屬結(jié)合區(qū)明顯的特征之一，類似如圖1 所示。L.R.卡爾提出了利用炸藥把各種不同的金屬焊接起來的研究課題。此后爆炸焊接逐漸引起了科學家們的興趣和重視。其實在第二次世界大戰(zhàn)中，人們在修理被擊傷的坦克時，也經(jīng)常發(fā)現(xiàn)傾斜撞擊到坦克上的彈片會牢牢地焊接在坦克裝甲上的現(xiàn)象，只是在戰(zhàn)爭期間人們無暇去研究它。1947年蘇聯(lián)科學院西伯利亞分院的著名科學家M.A.拉甫倫捷夫在研究聚能彈穿破甲時也發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象，在他的論文中正式稱之為“爆炸焊接”。
1958年以后，為了確定金屬板爆炸焊接的可能性，彩色不銹鋼板美，日，蘇，英，德等國開展了最初的研究。其中杜邦(DuPont)公司研究了大面積板的爆炸焊接，并于1963年爆炸復合了6英尺*20英尺的世界上第一塊鈦-鋼復合板。1962年日本旭化成公司和三菱重工的爆炸焊接研究工作已經(jīng)達到了國際化的商業(yè)水平。這期間，前蘇聯(lián)科學院西伯利亞分院的捷里巴斯，英國北愛爾蘭女皇大學的克勞斯蘭特，對推動這門新工藝的發(fā)展都做出了重要的貢獻。 我國對爆炸復合的研究開始于上世紀60年代的文革期間。當1963年美國杜邦公司生產(chǎn)出世界上第一張商品爆炸復合板時，西方工業(yè)發(fā)達國家迅速興起了爆炸復合金屬板的研發(fā)熱潮，彩色不銹鋼板而當時我國的爆炸復合技術(shù)還是一片空白。
根據(jù)當時國情，我們沒有條件像其它工業(yè)化國家那樣，爆炸不銹鋼復合板標準,壓力容器用不銹鋼爆炸復合板執(zhí)行標通過購買杜邦公司的專利或聘請外國專家來獲取爆炸復合(焊接)技術(shù)。而是在以鄭哲敏，陳火金，張振逵，李正華，邵丙璜等為代表的創(chuàng)業(yè)者的帶領下，歷經(jīng)千難萬險，終于開創(chuàng)了一條獨立自主，自力更生，不銹鋼復合板廠家,熱軋不銹鋼復合板,304不銹鋼復合板,爆炸不銹鋼復合板,5+1不銹鋼復合板-山東華霖鋼泰金屬制品有限公司填補我國金屬爆炸復合空白的獨立發(fā)展道路。
爆炸焊接以其獨特的優(yōu)勢和特點，在它一起步時，就強烈地吸引了具有戰(zhàn)略眼光的科研院所和產(chǎn)業(yè)部門的重視。當時六機部所屬大連造船廠，七零九研究所(現(xiàn)七二五研究所前身)，冶金部所屬寶雞有色金屬加工廠，上海有色金屬研究所，上鋼三廠，鞍山鋼鐵公司，以及中科院力學研究所等單位，紛紛開始了金屬爆炸復合的科研和應用實踐。
經(jīng)過不懈的努力，于1966年11月，陳火金帶領的大連造船廠爆炸加工組，率先爆炸焊接成功了我國第一塊金屬復合板產(chǎn)品，并成功地應用于艦艇的造水機和冷卻器的裝置上，填補了我國爆炸復合領域的空白，相距杜邦公司爆炸復合第一塊鋼板僅3年時間。
上世紀70年代末到80年代后期，是我國爆炸復合理論和實踐快速發(fā)展和日趨成熟的階段。黨的十一屆三中全會以來，隨著國民經(jīng)濟的全面復蘇和工業(yè)生產(chǎn)的全面恢復，我國造船，石化，冶金等工業(yè)生產(chǎn)部門相繼對金屬復合材料的研制與應用提出了新的需求。而那時人們對于爆炸復合的力學規(guī)律還缺乏深入了解，對產(chǎn)品出現(xiàn)的問題和現(xiàn)象還不能給出正確和定量的解釋，產(chǎn)品的質(zhì)量還不夠穩(wěn)定。
中科院力學所應業(yè)界的要求，于70 年代后期重新組織力量，加強了理論和實驗研究力量。有關企業(yè)也積極組織人員，對爆炸復合工藝制定了相關的課題。大連理工學院成立了爆炸力學研究室，開始培養(yǎng)爆炸復合碩士研究生。在中科院力學所和業(yè)內(nèi)相關院所共同努力下，在鄭哲敏的有關流體-彈塑性模型的爆炸力學理論指導下。通過大量系統(tǒng)的創(chuàng)新性理論和實驗研究，完成了滑移爆轟作用下爆炸復合板的運動過程的理論分析和計算，兩層或多層復合板的爆炸復合參數(shù)的理論分析和計算。爆炸焊接的機理，材料可焊'窗口’的建立，最佳焊接參數(shù)優(yōu)化方法的確定，炸藥性能的研究，對結(jié)合界面區(qū)微觀組織性能的研究，以及波狀界面形成機理的研究等一大批科研成果相繼完成。有關理論工作匯集在《爆炸焊接原理及其工程應用》(邵丙璜，張凱著，大連工學院出版社，1987)一書中，并作為大連理工學院研究生的教材。
這些使業(yè)界從理論和實踐的結(jié)合上初步掌握了這項應用技術(shù)，實現(xiàn)了認識過程中本質(zhì)上的飛躍，使我國的爆炸復合理論的研究達到了國際前沿水平。中科院力學所的有關研究工作也于1986年獲得了中科院的自然科學一等獎。
在深入探索爆炸復合機理的同時，業(yè)界還相繼解決了爆炸復合板生產(chǎn)和工程應用的配套技術(shù)，如復合板的熱處理，缺陷檢測，以及爆炸復合材料的冷熱加工工藝等。參與了一系列全國性標準的制定，使爆炸復合真正成為一項先進的實用技術(shù)，為爆炸復合材料的商品化生產(chǎn)奠定了堅實的工藝技術(shù)基礎。在我國爆炸復合界同仁們的奮發(fā)圖強，共同努力下，我國的爆炸復合業(yè)在實踐的應用上，也步入了世界先進行列。
隨著我國改革開放的深入發(fā)展，以及市場的開放和技術(shù)的日趨成熟，其產(chǎn)品已得到用戶的普遍認可。自1986年錦州石油五廠100萬噸減壓塔的成功應用開始，金屬爆炸復合板的生產(chǎn)已逐漸進入商品化生產(chǎn)階段。1990年克拉瑪依煉油廠年產(chǎn)100萬噸的減壓塔，1991年濟南煉油廠的250萬噸的減壓塔，都是采用七二五所的爆炸復合板建造的。
隨著我國石油工業(yè)的發(fā)展，爆炸復合產(chǎn)品應用領域也由常溫減壓裝置向高溫，高壓，高腐蝕加氫裂化裝置和反應釜發(fā)展。全國有幾十座煉油廠的蒸餾裝置，焦化裝置的焦炭，焦化分餾塔，催化裂化設備，以及耐酸耐堿，真空制鹽等化工裝備大多采用國產(chǎn)爆炸復合板制造。它標志著我國爆炸復合板的生產(chǎn)在組織科學攻關，滿足生產(chǎn)急需，解決新材料復合技術(shù)的實踐中邁上了一個新臺階。
近幾年來，各企業(yè)的產(chǎn)量不斷提高，品種逐年遞增，并逐步取代進口軋制的復合材料。產(chǎn)品已廣泛應用于煤化工設備，核電站，食品深加工設備，以及半導體多晶硅生產(chǎn)設備中。據(jù)不完全統(tǒng)計，近20年來我國爆炸復合企業(yè)先后為軍工，石化，能源等重點工程提供優(yōu)質(zhì)金屬復合產(chǎn)品上百萬噸。
進入21世紀以來，國產(chǎn)爆炸復合材料在國際市場上的份額也呈不斷增長態(tài)勢，出口日本的銅/鋼，鋁/鋼復合材料，成為地鐵反力矩直線電機感應板的首選材料，受到國際市場的青睞。反過來也為地鐵國內(nèi)市場的應用，提供了借鑒。
我國國民經(jīng)濟持續(xù)快速增長，對各種金屬復合材料的需求顯著增加，給爆炸加工業(yè)帶來空前的發(fā)展機遇和可觀的經(jīng)濟，社會效益。據(jù)了解，大部分復合板生產(chǎn)廠家合同定單逐年增多，生產(chǎn)任務穩(wěn)步增加，一次爆炸復合的鋼板面積可以達到2米*8米以上。據(jù)2007年統(tǒng)計，國內(nèi)金屬復合板的產(chǎn)能大約年產(chǎn)30萬噸，銷售收入達40億元。
2，爆炸焊接的優(yōu)點
爆炸焊接的最大優(yōu)點是能把不同的金屬焊接在一起。大家都知道，鋁和鋼，銅和鋼等各種金屬是不能用常規(guī)方法來焊接的，即使采用一些特殊方法把它們焊接在一起，其焊接質(zhì)量也是難以保證。而爆炸焊接卻能做到這一點，且焊接界面的強度往往大于母材金屬的強度。這是其它焊接方法所無法比擬的。
目前在工程上常用的爆炸焊接組合有：銅-鋼，鋁-鋼，銅-鋁，鈦-鋼，不銹鋼-鋼，鎳-鋼，銀-銅，鉛-鋼以及各種用途的雙金屬或多金屬復合板等。爆炸焊接的另一個優(yōu)點是可以進行大面積焊接，其焊接的完好率可達98%以上，一些鋼種的復合板還可以進行連續(xù)軋制，制成僅零點幾毫米厚的薄板。
爆炸焊接不僅可焊接平板，還可以對金屬管進行外包或內(nèi)包焊接，即在某種材料的金屬管內(nèi)壁或外表面上，焊接上另一種材料的薄金屬管。如銅管與鋼管，鋼管與鈦管，鈦管與紫銅管，硬鋁管與軟鋁管的管-管焊接。這些都是其它焊接方法所無法代替的。
爆炸焊接目前已經(jīng)成為一種嶄新的工藝技術(shù)，在工程領域得到了廣泛的應用。例如在電解制鋁工業(yè)中需要通過鋁或銅導線將大量的電能輸入電解槽中的鋼制電極上，采用鋁-鋼或銅-鋼制成的爆炸焊接的接頭是節(jié)省電能的好措施，因為爆炸復合的鋁-鋼結(jié)合面上的電阻幾乎等于零。
在國內(nèi)較先進的鋁廠的電解槽接頭多采用爆炸焊接，但現(xiàn)在尚有一些鋁廠仍采用舊工藝，即用螺釘壓接，耗能巨大。據(jù)統(tǒng)計，一個年產(chǎn)10萬噸的煉鋁廠過去在這種接頭上所損耗的電能達8億度。
在化工設備方面，如各種反應釜都接觸腐蝕性的液體或氣體，一臺設備有時不到半年，甚至不到半個月就因被腐蝕而報廢。如果采用爆炸復合容器，壽命可以延長幾倍。銀與磷青銅雙金屬電觸頭，如果采用爆炸焊接并經(jīng)過軋制，銀層厚度可降到0.1mm，比純銀接頭節(jié)省銀95%以上。
在造船工業(yè)中甚至利用復合板建造小型艦艇。由于銅鎳合金表面具有優(yōu)良的抗海水腐蝕性能，和具有良好抗貝殼類海洋生物附著及生成的能力。從而大大提高了艦艇的航速和海上長期作業(yè)時間。在某些電子工藝部門要求材料兼有多種合金的性能，因此要求發(fā)展3層，4層，5層和多層金屬或合金的一次爆炸復合的技術(shù)。這就大大地擴展了現(xiàn)有的金屬和合金的性能和應用范圍。爆炸復合的應用和優(yōu)點俯拾皆是。
我們相信，今后一段時期內(nèi)爆炸復合作為一種新工藝，其應用的廣度和深度還將不斷開拓和深化，并為我國國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活的改善做出新的貢獻。
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