爆発圧接(クラッディング)

しくみ

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   板を重ねる。 厚い母材は、砂または鋼の堅い台の上に置きます。薄い合せ材は、その上に小さなスペーサーで支え、通常は数ミリの隙間をあけます。

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   爆薬を敷く。 燃焼のゆるやかな粒状の爆薬を、均一な層にして、多くは厚さ数センチで、合せ材の上に敷きます。

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   一端で起爆する。 爆轟波が、通常約 2,000–3,000 m/s で板の上を走ります。

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   合せ材を叩きつける。 波面の後ろで、合せ材が曲がり、小さな角度で母材に、毎秒数百メートルで衝突します。

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   ジェットで洗い流す。 移動する衝突点で、巨大な圧力が、表面の金属の薄いジェットを前方へ噴出させます。それが両方の板から、酸化物と汚れを剥ぎ取ります。

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   溶かさずに接合する。 洗われたばかりの表面が、非常に強く押し合わされ、原子同士が結合します。典型的な波状の界面ができます。溶接全体は、約千分の1秒で終わります。

主なポイント

材料

延性のある金属のほぼどんな組み合わせでも:鋼とステンレス鋼、チタン、ジルコニウム、ニッケル合金、銅、アルミニウム

代表的な部品

圧力容器用のクラッド板、熱交換器の管板、アルミニウムと鋼の遷移継手、製錬所用の電気コネクタ

部品サイズ

合せ材の厚さは通常数ミリから数センチ。板は数メートルまで

精度

低い:板は、接合後に平らにし、切断し、機械加工する

表面仕上げ

粗く、爆発の跡が残る。外側の面は、あとで研削または研磨する

向いているロット数

受注生産の1枚ものや小ロット

金型・設備コスト

機械はほとんどないが、許可を受けた離れた爆破場所、爆薬、専門の人員が必要。板1枚あたり数千ドル以上

速度

溶接は約 1 ミリ秒。板の準備と仕上げに数時間から数日

強みと限界

使われる場所

• 化学・石油チタンやジルコニウムのライニングを施した、反応容器と塔
• 発電と海水淡水化復水器の熱交換器の管板
• 造船アルミニウムの甲板を鋼の船体に接合するための、アルミニウムと鋼の遷移ストリップ
• アルミニウム製錬アルミニウムと鋼の電気コネクタ
• アート重ねた金属板を爆発させてつくる彫刻

見分け方

• 2種類の金属が面と面で接合された板で、切断面には完全にシャープな境界があります。
• 拡大鏡で見ると、その境界は直線ではなく、凍りついたさざ波のように波打っています。
• 溶接ビードはどこにもありません:継手は板の全面です。

比較

動画を見る

CLAD FAQs SERIES | Episode 1: What is Explosion Welding?

NobelClad · 爆発圧接とは何か、なぜ接合するのか

The Process of Explosion Welding | Clad for Industrial Infrastructure

NobelClad · 板の準備、スタンドオフ、爆薬層、起爆を、一歩ずつ

Explosion Welding Process

NobelClad · 最初から完成した板までの、産業プロセス

Explosion Welding On Site | Clad Plate | Jinglei Technology

Sichuan Jinglei Science and Technology Co., Ltd. · 大きな板をクラッディングする、屋外の本物の爆発

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• Wikipedia: 爆発圧接 — 歴史、材料、限界。写真は少なめ
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