[发明专利]一种钨铜-铜的爆炸焊接复合板的制备方法

说明书

本发明涉及一种钨铜‑铜的爆炸焊接复合板的制备方法，通过板材预处理、板材放置、构建爆炸结构、爆炸焊接、后处理等步骤，使得钨铜‑铜板材爆炸时结合率提高，显著提高贴合质量，而且降低了爆炸复合过程中板材开裂、破碎的问题；制得钨铜‑铜的爆炸焊接复合板成品，钨铜‑铜复合板层之间结合牢固，结合率≥99％；剪切强度可以达到200MPa以上，远超过NB/T47002.3‑2019标准对剪切强度(≥140MPa)的要求，可以在特种材料加工或者大面积复合板材产业化中广泛应用。

技术领域

本发明涉及复合板制作技术领域，具体是一种钨铜-铜的爆炸焊接复合板的制备方法。

背景技术

钨铜复合板可用于核聚变反应堆的偏滤器中，因为钨具有优异的抗离子、中子辐照性能，铜具有优异的导热性能。但是由于钨/铜基本不互溶，热膨胀系数差异较大，使用传统的连接技术很难得到钨铜复合板。通过爆炸焊接法制备钨铜复合板，焊接界面呈波浪状/啮齿状冶金结合，且爆炸焊接法适用于工业生产，因此该焊接方法适用于制备钨铜复合板。

传统的爆炸复合板，较厚的板作为基板，较薄的板作为复板。目前，对于钨铜-铜爆炸焊接复合板，由于该复合板组合特殊，钨铜板的基体为钨，而钨具有本征脆性问题，所以由较薄的钨铜板作为基材，较厚的铜板作为复材，在爆炸焊接复合过程中，易出现板材开裂、破碎的问题，而且钨铜-铜复合板层之间结合度较低，剪切强度不高，不适宜推广应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钨铜-铜的爆炸焊接复合板的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种钨铜-铜的爆炸焊接复合板的制备方法，包括以下步骤：

S1、板材预处理：准备长宽相等的钨铜板和铜板，并对板材进行表面处理，备用；

S2、板材放置：将S1步骤表面预处理后的钨铜板、铜板均置于不锈钢板上，钨铜板作为基板，铜板作为复板，在钨铜板与铜板之间放置铜制间隙；

S3、构建爆炸结构：在铜板表面铺放粉末乳化炸药，炸药高30-40mm，炸药爆速为1800-2500m/s，在炸药的一侧安插雷管作为起爆点，完成爆炸结构的构建；

S4、爆炸焊接：利用雷管对炸药进行起爆，完成钨铜板与铜板的爆炸焊接，制得钨铜-铜的爆炸焊接复合板粗品；

S5、后处理：对钨铜-铜的爆炸焊接复合板粗品，进行切边、检测后，制得钨铜-铜的爆炸焊接复合板成品。

优选地，在S1步骤中，所述钨铜板中钨、铜元素质量比为7:3，所述铜板为纯铜板。

优选地，在S1步骤中，所述钨铜板厚度为3mm，所述铜板厚度为5mm。

优选地，在S1步骤中，所述表面处理，具体步骤为：首先，对钨铜板及铜板的焊接面进行打磨和抛光处理，表面抛光至表面粗糙度Ra＜1.0μm；然后，采用丙酮溶液，对钨铜板及铜板进行超声清洗至少15min；最后，冷风吹干。

优选地，所述步骤S2板材放置，具体步骤为：首先，将不锈钢板平置于砂土之上，在不锈钢板上放置缓冲胶皮；然后，在不锈钢板的缓冲胶皮上放置钨铜板作为基板；最后，在钨铜板上依次放置好铜制间隙和铜板，铜制间隙作为支撑，并保持钨铜板和铜板边缘呈上下对齐。

优选地，在S5步骤中，所述检测，包括对切边后的钨铜-铜的爆炸焊接复合板粗品，进行超声波探伤检测、爆炸焊接的波纹观察、以及剪切强度检测。

优选地，所述粉末乳化炸药，其主要成分为硝酸铵；所述铜制间隙高2-6mm。

优选地，所制备出的钨铜-铜的爆炸焊接复合板成品，其爆炸焊接界面呈波浪状或啮齿状冶金结合，其剪切强度大于200MPa。