CN102528313A - 一种含废发射药的焊条及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种含废发射药的焊条及其制备方法，所述焊条是由废发射药、高热剂、造渣剂和安定剂经粉碎、胶化、挤压成型后彻底驱溶后制成。本发明缓解了废发射药的处理压力，避免了资源浪费，且提供了一种有效的用于战场装备应急抢修及民用设施抢险救援的新型焊接材料，携带方便，操作简便，使用安全，燃烧可控性强，制备工艺简便，原材料易得，有利于工业化生产。

Description

一种含废发射药的焊条及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种含废发射药的焊条及其制备方法。 

技术背景

世界各国每年都有大量的废发射药等待销毁或者再利用。早在上世纪50年代，西方发达国家不断地探索研究废发射药的销毁技术及资源化利用技术，其中，资源化利用技术，由于其具有环境污染小、经济效益高等特点，倍受各国的青睐。目前已开发的资源化利用技术包括制备工业炸药、回收各种组分以及制备工业化工原料等诸多方面。我国在该领域也做了大量的工作，不过，目前资源化利用技术的处理能力与当前所面临的任务相比，还有较大的差距，致使很多含能材料只能采用污染型的处理方法进行销毁。该处理方法不仅严重地污染了环境，还造成资源的巨大浪费。 

随着智能、高能弹药的迅猛发展，战场装备极易遭受远程精确打击，战场装备应急抢修能力的强弱，是关系战争成败的重要因素之一。研究统计表明，战场装备金属构件的损伤占全部损伤构件的80%以上，而且大部分损伤的部件需要焊接方法进行修复。另外，随着全球气候的不断变暖，各种极端天气时有发生，对工业设施和民用设备都有一定的破坏作用，如2008年我国南方出现极端冰冻天气，造成基础电力设施的严重破坏，其修复大多也需要焊接技术。传统的焊接方法如手工电弧焊、气焊以及新开发的激光焊和电子束焊等，由于受到焊接能源、焊接设备以及焊接工艺等方面的限制，不能做到随时随地、便捷地展开焊接操作。正是由于受到这些限制，传统的焊接方法已不能满足战场应急抢修及民用设施抢险救援的要求。 

发明内容

本发明针对上述现状，将废发射药应用于焊接工艺中，提供了一种具有携带方便、操作简便、使用安全、燃烧可控性强、不需外界能源等特点的适合用于战场装备应急抢修及民用设施抢险救援的含废发射药的焊条。 

本发明还提供了上述焊条的制备方法。 

本发明采取的技术方案： 

一种含废发射药的焊条，由如下重量份的组分制成：

废发射药       2-20份

高热剂         37-80份

造渣剂         7-18份

安定剂         0.5-2份。

所述废发射药为废双基发射药、废单基发射药或废三基发射药。 

所述高热剂由30-65重量份的氧化铜和7-15重量份的铝粉组成。 

所述造渣剂由3-6重量份二氧化硅、3-8重量份氧化钙和1-4重量份氟化钙组成。 

所述安定剂为中定剂。 

一种制备上述焊条的方法，具体步骤如下： 

（1）按比例称取各组分，在废发射药中加入其质量10-20%乙醇，在胶化机中粉碎至粒径不大于2mm，之后，在55℃干燥24小时，驱除溶剂；

（2）按比例称取高热剂和造渣剂，混合均匀后烘干得无机混合物，按比例称取安定剂并烘干；

（3）依次将废发射药、有机溶剂、安定剂和无机混合物加入胶化机中于20~25℃下胶化4.5~5小时形成塑性药团；所述有机溶剂由1:1~1.5（v/v）的乙醇和丙酮组成，有机溶剂的加入量为废发射药质量的15~30%；

（4）将上述塑性药团用模具挤压成型，20-25℃下进行凉药1小时，切成所需尺寸，然后于55~60℃下干燥5~6小时彻底驱溶即得焊条。

本发明采用上述技术方案取得的有益效果是： 

本发明利用废发射药和高热剂的燃烧热将焊料及焊接母材的表面熔化，形成焊接母材与焊料间的原子结合，进而实现焊接，整个焊接过程不需外界提供任何能源，也不需要特殊地焊接设备，极大地方便了焊接操作。本发明焊条燃烧安全性强，焊接操作人员可放心使用，本发明焊条的燃烧属于截面稳定燃烧，燃烧稳定性强，不会出现串燃或爆燃现象。焊条在挤压成型过程中，在挤压力和硝化棉粘结剂的共同作用下，焊条中各组分之间的大部分气体都将逸出，大大减小了各组分间的空隙及气体量，降低了焊条燃烧时气体的热膨胀力，避免了爆燃现象的发生。本发明焊条力学性能优异，能够适应战场颠簸的作战环境，不会因震动轻易产生折断现象，即使被折断其燃烧性能仍保持不变、仍可进行有效焊接；而且焊条的内部结构并非为粉状，所以其燃烧也不会因经过震动出现爆燃现象。

本发明缓解了废发射药的处理压力，避免了资源浪费，且提供了一种有效的用于战场装备应急抢修及民用设施抢险救援的新型焊接材料，携带方便，操作简便，使用安全，燃烧可控性强，制备工艺简便，原材料易得，有利于工业化生产。 

具体实施方式

以下实施例是对本发明的进一步说明，而不是限制其范围。 

实施例1 

一种含废发射药的焊条，由如下重量份的组分制成：

废双基发射药     2份

氧化铜         65份

铝粉           15份

二氧化硅       3份

氧化钙         3份

氟化钙         1份

中定剂         0.5份。

实施例2 

一种含废发射药的焊条，由如下重量份的组分制成：

废单基发射药     20份

氧化铜         30份

铝粉           7份

二氧化硅       6份

氧化钙         8份

氟化钙         4份

中定剂         1份。

实施例3 

一种含废发射药的焊条，由如下重量份的组分制成：

废三基发射药     10份

氧化铜         40份

铝粉           10份

二氧化硅       4份

氧化钙         4份

氟化钙         2份

中定剂         2份。

实施例4 

制备实施例1所述焊条的方法，步骤如下：

（1）按比例称取废双基发射药，由于废双基发射药呈片状，为了使其能够与焊条的其它组分充分的混合，需要改变其的几何形状，对其进行粉碎：在双基发射药中加入其质量10%的乙醇，在胶化机中粉碎至粒径不大于2mm，之后，在55℃干燥24小时，驱除溶剂；

（2）按比例称取高热剂（氧化铜和铝粉）和造渣剂（二氧化硅、氧化钙和氟化钙），混合均匀后烘干得无机混合物，按比例称取中定剂并烘干；

（3）依次将废发射药、有机溶剂、安定剂和无机混合物加入胶化机中于20~25℃下胶化4.5小时形成塑性药团；所述有机溶剂由1:1（v/v）的乙醇和丙酮组成，有机溶剂的加入量为废发射药质量的20%；

（4）将上述塑性药团用模具挤压成型，20-25℃下进行凉药1小时，切成所需尺寸，然后于55~60℃下干燥6小时彻底驱溶即得焊条。

实施例5 

制备实施例2所述焊条的方法，步骤如下：

（1）按比例称取单基发射药，在单基发射药中加入其质量15%的乙醇，在胶化机中粉碎至粒径不大于2mm，之后，在55℃干燥24小时，驱除溶剂；

（2）按比例称取高热剂（氧化铜和铝粉）和造渣剂（二氧化硅、氧化钙和氟化钙），混合均匀后烘干得无机混合物，按比例称取中定剂并烘干；

（3）依次将废发射药、有机溶剂、安定剂和无机混合物加入胶化机中于20~25℃下胶化4.5小时形成塑性药团；所述有机溶剂由1:1（v/v）的乙醇和丙酮组成，有机溶剂的加入量为废发射药质量的30%；

（4）将上述塑性药团用模具挤压成型，20-25℃下进行凉药1小时，切成所需尺寸，然后于55~60℃下干燥6小时彻底驱溶即得焊条。

实施例6 

制备实施例3所述焊条的方法，步骤如下：

（1）按比例称取三基发射药，在三基发射药中加入其质量20%的乙醇，在胶化机中粉碎至粒径不大于2mm，之后，在55℃干燥24小时，驱除溶剂；

（2）按比例称取高热剂（氧化铜和铝粉）和造渣剂（二氧化硅、氧化钙和氟化钙），混合均匀后烘干得无机混合物，按比例称取中定剂并烘干；

（3）依次将废发射药、有机溶剂、安定剂和无机混合物加入胶化机中于20~25℃下胶化4.5小时形成塑性药团；所述有机溶剂由1:1.5（v/v）的乙醇和丙酮组成，有机溶剂的加入量为废发射药质量的15%；

（4）将上述塑性药团用模具挤压成型，20-25℃下进行凉药1小时，切成所需尺寸，然后于55~60℃下干燥5小时彻底驱溶即得焊条。

本发明焊条的力学性能优异，一般情况下，焊条并非一生产出就被使用，需经过一段时间的储存和运输，战场环境下的道路坎坷不平，运输过程中颠簸严重，易造成焊条的机械性破坏。力学性能测试结果表明，本发明焊条能够适应战场颠簸的作战环境，不会因震动轻易产生折断现象，即使被折断其燃烧性能仍保持不变、仍可进行有效焊接；而且焊条的内部结构并非为粉状，所以其燃烧也不会因经过震动出现爆燃现象。不同废发射药含量下火药复合焊条的力学性能见表1。针对工程机械中最常用的45钢板，运用本发明焊条焊接1mm厚45钢板实现了冶金结合，抗拉强度达到200MPa；焊缝合金主要是Cu的固溶体。 

 表1 不同废发射药含量下火药复合焊条力学试验结果 

Claims (6)

1.一种含废发射药的焊条，其特征在于其由如下重量份的组分制成：

废发射药       2-20份

高热剂         37-80份

造渣剂         7-18份

安定剂         0.5-2份。

2.根据权利要求1所述的含废发射药的焊条，其特征在于所述废发射药为废双基发射药、废单基发射药或废三基发射药。

3.根据权利要求1所述的含废发射药的焊条，其特征在于所述高热剂由30-65重量份的氧化铜和7-15重量份的铝粉组成。

4.根据权利要求1所述的含废发射药的焊条，其特征在于所述造渣剂由3-6重量份二氧化硅、3-8重量份氧化钙和1-4重量份氟化钙组成。

5.根据权利要求1所述的含废发射药的焊条，其特征在于所述安定剂为中定剂。

6.一种制备权利要求1-5任一项所述的含废发射药的焊条的方法，其特征在于其具体步骤如下：

（1）按比例称取各组分，在废发射药中加入其质量10-20%乙醇，在胶化机中粉碎至粒径不大于2mm，之后，在55℃干燥24小时，驱除溶剂；

（2）按比例称取高热剂和造渣剂，混合均匀后烘干得无机混合物，按比例称取安定剂并烘干；

（3）依次将废发射药、有机溶剂、安定剂和无机混合物加入胶化机中于20~25℃下胶化4.5~5小时形成塑性药团；所述有机溶剂由1:1~1.5（v/v）的乙醇和丙酮组成，有机溶剂的加入量为废发射药质量的15~30%；

（4）将上述塑性药团用模具挤压成型，20-25℃下进行凉药1小时，切成所需尺寸，然后于55~60℃下干燥5~6小时彻底驱溶即得焊条。