下面文章重點探究不銹鋼復合板結合界面的性質，由于復合板界面易出現空洞、空隙和微縫隙等微觀缺陷，而通過超聲波探傷檢測發現，檢測結果符合標準，但是有結合界面回波高、底波未有明顯降低的現象。文章中從結合界面的微觀組織、波形特征和結合強度等方面進行分析發現，造成這種現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。適當調整爆炸焊接工藝參數，可以降低炸高和爆速等，并且可以有效解決復合板這類問題的發生。

　　關鍵詞：不銹鋼復合板,爆炸焊接,結合界面,超聲波檢測

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

　　爆炸焊接復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合板結合界面波。當爆速增大、爆炸間隙大時，復合板結合區的微觀缺陷會增加。當焊接參數合適時，界面區發生少量熔化，有利于復合板的焊合，過渡區寬度僅為5μm。

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

　　1試樣制備

　　試驗用材料為S30403+Q345R不銹鋼爆炸焊接復合板。復合板采用不同的爆炸焊接參數(炸高和爆速)進行復合，復合板規格為(6+30)mm，數量為3塊。

　　2試驗結果與討論

　　2.1剪切強度、結合強度與超聲波檢測結果的關系按照NB/T47013.3—2015復合板超聲波檢測方法的要求，探頭選用5P��20FG10。將探頭置于復合板完全結合部位，調節第1次底波到顯示屏的80%，以此作為基準靈敏度。

　　從3塊復合板上分別取4塊剪切試樣和2塊結合試樣，對試樣進行超聲波檢測(超聲波檢測在同一靈敏度下進行)和力學檢測。從上述數據可以看出，結合界面回波波高由高到低的順序為：1#試樣>2#試樣>3#試樣;剪切強度由高到低的順序為：3#試樣>2#試樣>1#試樣;結合強度由高到低的順序為：3#試樣>2#試樣>1#試樣;底波降低，結合界面回波波高升高，相應的剪切強度和結合強度降低，結合界面回波波高和結合強度存在著一定的相關性[2]。

　　2.2滲透檢測

　　從3塊復合板上分別取1塊滲透檢測試樣，從試樣結合界面的檢測結果可以看出，點狀缺陷為1#試樣>2#試樣>3#試樣。這些點狀缺陷是由于爆炸復合過程中在復合板界面生成的縫隙、空洞物和過渡區域等幾種微觀缺陷，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合界面呈鋸齒狀，其中一側出現微觀裂隙、半島和空洞等缺陷[3]。這些組織呈疏松狀態，其空間形態可能呈點狀、不連續點狀或線狀。當受到外界的拉應力或壓應力時，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

　　復合板結合界面呈鋸齒形，這是采用爆炸焊接方法生產的復合鋼板的固有特征。爆炸復合原理是基復板高速碰撞產生射流，在射流作用下，波峰處產生旋渦，由于射流被捕捉于界面，而以某種形態凝固于界面形成過渡區，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的實際碰撞角、炸藥的爆速和碰撞的基復板的間距等。由于爆炸復合過程中的爆炸焊接參數的波動(間距)，在復合鋼板的邊緣可能造成粗波紋，尤其鋼板短邊部。

　　3結語

　　爆炸焊接復合板的界面呈波浪狀，在靠近塑性較差的低合金鋼一側復合板界面區易出現空洞、空隙和微縫隙等微觀缺陷。一般認為，這些微觀缺陷是由于爆炸焊接界面發生過熔化而導致的[4]，因此這種微觀缺陷普遍存在于爆炸復合板的結合界面�？斩春臀⒖p隙的數量取決于這些靜態焊接參數，若工藝參數不當，在爆炸焊接復合板中可能會出現全島或半島缺陷[5]。

　　在基體、結合層部位出現了空洞和微縫隙，超聲波探傷過程中檢測合格，只是出現界面回波波高升高的現象，這是因為微縫隙和空洞的尺寸小，不能明顯降低底波，形成缺陷顯示。通過適當調整爆炸焊接工藝參數，降低炸高和爆速等方法，可以有效解決復合板這類問題的發生。

　　參考文獻

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

　　[2]鄭遠謀.爆炸焊接和爆炸復合材料[M].北京：國防工業出版社，2017.

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

　　[4]胡蘭青，衛英慧，許并社，等.爆炸焊接鋼/鋼復合板接合界面微觀結構分析[J].金屬熱處理學報，2004，25(1)：46-48.

　　[5]裴海祥，王立新，張壽祿，等.爆炸復合板復合界面微觀組織分析[J].壓力容器，2002，19(11)：11-14.

　　推薦期刊：金屬熱處理(月刊)創刊于1958年，由北京機電研究所、中國機械工程學會熱處理學會、中國熱處理行業協會主辦。