下面文章重點(diǎn)探究不銹鋼復(fù)合板結(jié)合界面的性質(zhì)，由于復(fù)合板界面易出現(xiàn)空洞、空隙和微縫隙等微觀缺陷，而通過超聲波探傷檢測發(fā)現(xiàn)，檢測結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)，但是有結(jié)合界面回波高、底波未有明顯降低的現(xiàn)象。文章中從結(jié)合界面的微觀組織、波形特征和結(jié)合強(qiáng)度等方面進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，造成這種現(xiàn)象的主要原因是微縫隙和空洞的尺寸小，不能明顯降低底波，但是能形成缺陷顯示。適當(dāng)調(diào)整爆炸焊接工藝參數(shù)，可以降低炸高和爆速等，并且可以有效解決復(fù)合板這類問題的發(fā)生。

　　關(guān)鍵詞：不銹鋼復(fù)合板,爆炸焊接,結(jié)合界面,超聲波檢測

　　復(fù)合板是由2種或多種異種金屬結(jié)合在一起的材料，體現(xiàn)復(fù)合板結(jié)合情況的指標(biāo)主要是超聲波檢測結(jié)果和剪切強(qiáng)度。結(jié)合率一般通過超聲波探傷進(jìn)行檢測，而超聲波探傷合格的復(fù)合板，其界面剪切強(qiáng)度卻不盡相同，并且即使超聲波探傷合格，復(fù)合板結(jié)合界面的回波高度也不盡相同;因此，剪切強(qiáng)度和超聲波檢測結(jié)果就成為衡量壓力容器用復(fù)合板質(zhì)量的關(guān)鍵指標(biāo)。

　　爆炸焊接復(fù)合板的界面處主要存在微縫隙、空洞、飛線(也稱絕熱剪切線)、半島和全島等微觀缺陷[1]。這些缺陷的大小和密集程度影響復(fù)合板結(jié)合界面波。當(dāng)爆速增大、爆炸間隙大時，復(fù)合板結(jié)合區(qū)的微觀缺陷會增加。當(dāng)焊接參數(shù)合適時，界面區(qū)發(fā)生少量熔化，有利于復(fù)合板的焊合，過渡區(qū)寬度僅為5μm。

　　復(fù)合板加工過程易出現(xiàn)分層失效，這是由于復(fù)合板界面仍可能存在縫隙、空洞物和過渡區(qū)域等幾種微觀缺陷，這些微觀缺陷能在超聲波探傷時有所反應(yīng)，但是不影響復(fù)合板超聲波探傷檢測判定。根據(jù)上述理論分析，筆者以不銹鋼和容器鋼的爆炸焊接復(fù)合板為研究對象，分析在結(jié)合界面處存在的微觀缺陷組織、超聲波結(jié)合界面回波和剪切強(qiáng)度等的相互聯(lián)系。

　　1試樣制備

　　試驗(yàn)用材料為S30403+Q345R不銹鋼爆炸焊接復(fù)合板。復(fù)合板采用不同的爆炸焊接參數(shù)(炸高和爆速)進(jìn)行復(fù)合，復(fù)合板規(guī)格為(6+30)mm，數(shù)量為3塊。

　　2試驗(yàn)結(jié)果與討論

　　2.1剪切強(qiáng)度、結(jié)合強(qiáng)度與超聲波檢測結(jié)果的關(guān)系按照NB/T47013.3—2015復(fù)合板超聲波檢測方法的要求，探頭選用5P��20FG10。將探頭置于復(fù)合板完全結(jié)合部位，調(diào)節(jié)第1次底波到顯示屏的80%，以此作為基準(zhǔn)靈敏度。

　　從3塊復(fù)合板上分別取4塊剪切試樣和2塊結(jié)合試樣，對試樣進(jìn)行超聲波檢測(超聲波檢測在同一靈敏度下進(jìn)行)和力學(xué)檢測。從上述數(shù)據(jù)可以看出，結(jié)合界面回波波高由高到低的順序?yàn)椋?#試樣>2#試樣>3#試樣;剪切強(qiáng)度由高到低的順序?yàn)椋?#試樣>2#試樣>1#試樣;結(jié)合強(qiáng)度由高到低的順序?yàn)椋?#試樣>2#試樣>1#試樣;底波降低，結(jié)合界面回波波高升高，相應(yīng)的剪切強(qiáng)度和結(jié)合強(qiáng)度降低，結(jié)合界面回波波高和結(jié)合強(qiáng)度存在著一定的相關(guān)性[2]。

　　2.2滲透檢測

　　從3塊復(fù)合板上分別取1塊滲透檢測試樣，從試樣結(jié)合界面的檢測結(jié)果可以看出，點(diǎn)狀缺陷為1#試樣>2#試樣>3#試樣。這些點(diǎn)狀缺陷是由于爆炸復(fù)合過程中在復(fù)合板界面生成的縫隙、空洞物和過渡區(qū)域等幾種微觀缺陷，這些微觀缺陷在滲透檢測時有所顯示。

　　2.3微觀組織

　　在顯微鏡下才能觀察到復(fù)合界面呈鋸齒狀，其中一側(cè)出現(xiàn)微觀裂隙、半島和空洞等缺陷[3]。這些組織呈疏松狀態(tài)，其空間形態(tài)可能呈點(diǎn)狀、不連續(xù)點(diǎn)狀或線狀。當(dāng)受到外界的拉應(yīng)力或壓應(yīng)力時，這些微觀缺陷會沿著特定方向延展，形成斷裂。

　　2.4爆炸界面波波形

　　復(fù)合板結(jié)合界面呈鋸齒形，這是采用爆炸焊接方法生產(chǎn)的復(fù)合鋼板的固有特征。爆炸復(fù)合原理是基復(fù)板高速碰撞產(chǎn)生射流，在射流作用下，波峰處產(chǎn)生旋渦，由于射流被捕捉于界面，而以某種形態(tài)凝固于界面形成過渡區(qū)，界面上會有金屬熔融物形成。通過顯微測量可得，鋸齒形的波高約為0.3～0.5mm，波長約為1～1.5mm。

　　影響波紋形狀(波峰、步長)的因素較多，主要有爆炸焊接參數(shù)的實(shí)際碰撞角、炸藥的爆速和碰撞的基復(fù)板的間距等。由于爆炸復(fù)合過程中的爆炸焊接參數(shù)的波動(間距)，在復(fù)合鋼板的邊緣可能造成粗波紋，尤其鋼板短邊部。

　　3結(jié)語

　　爆炸焊接復(fù)合板的界面呈波浪狀，在靠近塑性較差的低合金鋼一側(cè)復(fù)合板界面區(qū)易出現(xiàn)空洞、空隙和微縫隙等微觀缺陷。一般認(rèn)為，這些微觀缺陷是由于爆炸焊接界面發(fā)生過熔化而導(dǎo)致的[4]，因此這種微觀缺陷普遍存在于爆炸復(fù)合板的結(jié)合界面。空洞和微縫隙的數(shù)量取決于這些靜態(tài)焊接參數(shù)，若工藝參數(shù)不當(dāng)，在爆炸焊接復(fù)合板中可能會出現(xiàn)全島或半島缺陷[5]。

　　在基體、結(jié)合層部位出現(xiàn)了空洞和微縫隙，超聲波探傷過程中檢測合格，只是出現(xiàn)界面回波波高升高的現(xiàn)象，這是因?yàn)槲⒖p隙和空洞的尺寸小，不能明顯降低底波，形成缺陷顯示。通過適當(dāng)調(diào)整爆炸焊接工藝參數(shù)，降低炸高和爆速等方法，可以有效解決復(fù)合板這類問題的發(fā)生。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]王建民，朱錫，劉潤泉.爆炸焊接界面波形參數(shù)的影響因素[J].北京科技大學(xué)學(xué)報，2008(6)：636-639.

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　　[3]翟偉國，王少剛，羅傳孝.鈦-鋼爆炸復(fù)合板的微觀組織結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能[J].壓力容器，2012(9)：7-12.

　　[4]胡蘭青，衛(wèi)英慧，許并社，等.爆炸焊接鋼/鋼復(fù)合板接合界面微觀結(jié)構(gòu)分析[J].金屬熱處理學(xué)報，2004，25(1)：46-48.

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　　推薦期刊：金屬熱處理(月刊)創(chuàng)刊于1958年，由北京機(jī)電研究所、中國機(jī)械工程學(xué)會熱處理學(xué)會、中國熱處理行業(yè)協(xié)會主辦。