CN106624329B - 一种微差爆炸焊接作业结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种微差爆炸焊接作业结构及方法，该结构包括引爆场地、安装在所述引爆场地内的爆炸焊接阵列和用于引爆所述爆炸焊接阵列的引爆器，所述引爆器通过电连接线网与所述爆炸焊接阵列连接，布局合理，爆炸焊接作业效率高；该方法包括步骤：一、构建引爆场地；二、确定爆炸焊接阵列对象；三、布置炸药；四、确定复板间距并布置爆炸焊接阵列；五、布置起爆点并连线树状电连接线网；六、爆炸焊接作业及爆炸焊接噪音监测。本发明设计新颖，采用毫秒延时导爆管雷管起爆实现微差爆炸焊接作业，降低爆炸噪音、震动的危害，减少飞石产生的几率，保证了爆炸焊接作业区域的安全。

Description

一种微差爆炸焊接作业结构及方法

技术领域

本发明属于微差爆炸焊接技术领域，具体涉及一种微差爆炸焊接作业结构及方法。

背景技术

爆炸焊接是一种高效、可靠的大批量层状金属复合材料的制备技术，特别是大批量制备大面积复合板。其利用炸药爆炸时产生的能量作为能源，其主要的工艺参数是炸药的用量和焊件之间的间隔距离，相比其它焊接方式，爆炸焊接投资少，成本低。而且能够进行大面积工件的焊接，用途极为广泛。

随着爆炸焊接生产规模的扩大，单次进行大批量层状金属复合材料的爆炸焊接，越来越被证明为是一种高效、低成本的方法。但采用普通瞬发电雷管组成的传统电力起爆网路，其单响药量随单次爆炸焊接生产规模的增大而增大，爆炸焊接作业过程中产生的噪声和地震波明显增强，产生飞石的几率明显增大，这对爆炸场附近环境、爆炸焊接作业人员产生不利的影响，而且普通瞬发电雷管易受爆炸焊接现场设备杂散电流影响出现误爆，造成安全事故；因此，现如今缺少一种设计合理，操作安全可靠的微差爆炸焊接作业结构及方法，在炸药的用量方面以及起爆网路设计结构方面，控制适当的单响药量和爆炸产生的噪声影响，以及焊件之间的有效不干扰间隔距离，解决现有爆炸噪音大、震动明显，飞石产生的几率大，爆炸焊接作业区域的不安全等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种微差爆炸焊接作业结构，其设计新颖，布局合理，可明显降低相邻复合板间的爆炸冲击波影响，保证爆炸焊接按照设计要求进行，爆炸焊接作业效率高，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种微差爆炸焊接作业结构，其特征在于：包括引爆场地、安装在所述引爆场地内的爆炸焊接阵列和用于引爆所述爆炸焊接阵列的引爆器，所述引爆器通过电连接线网与所述爆炸焊接阵列连接，所述引爆场地包括炮台和安装在炮台边缘的保护框，所述爆炸焊接阵列包括基板阵列和与所述基板阵列结构相同且对应布设在所述基板阵列上的复板阵列，所述基板阵列由M行N列的基板组成，所述复板阵列由M行N列的复板组成，其中，M和N均为正整数且M≥1，N≥2，基板与复板之间设置有支撑杆，复板上设置有雷管，雷管的数量与复板对应相等且为M×N个，复板的边缘安装有用于围栏炸药的药框，所述炸药均匀的铺设在复板上，雷管的一端埋入炸药内，所述电连接线网为树状电连接线网，所述树状电连接线网具有一个输入端和M×N个输出端；所述树状电连接线网的一个输入端与引爆器相接，所述树状电连接线网的M×N个输出端分别与M×N个雷管相接。

上述的一种微差爆炸焊接作业结构，其特征在于：所述树状电连接线网包括分线器和多根电线，所述分线器包括主分线器和与主分线器依次串联的辅助分线器，以及M个分别与主分线器和辅助分线器连接的分支从分线器，所述分支从分线器包括多个依次串联的从分线器，引爆器与主分线器之间、主分线器与辅助分线器之间、主分线器与从分线器之间、辅助分线器与从分线器之间、两个从分线器之间以及从分线器与雷管之间均通过电线连接。

上述的一种微差爆炸焊接作业结构，其特征在于：所述M×N个雷管均为毫秒导爆管雷管，M×N个毫秒导爆管雷管呈M行N列的阵列式布设，每一行中的N个毫秒导爆管雷管延时时间均相同，M行毫秒导爆管雷管的延时时间依次延长，相邻两行之间的毫秒导爆管雷管的延时时间间隔不小于20ms。

上述的一种微差爆炸焊接作业结构，其特征在于：所述复板为矩形，所述毫秒导爆管雷管设置在复板同侧一边上中心位置，所述M行复板的结构均相同，N列复板由结构相同且连续的a列第一复板和结构相同且连续的b列第二复板组成，其中，a和b均为非负整数且a+b＝N。

上述的一种微差爆炸焊接作业结构，其特征在于：还包括噪声振动监测器，所述噪声振动监测器与所述引爆场地的间距为L，L为400m～500m。

同时，本发明还公开了一种设计合理、安全可靠噪声低的微差爆炸焊接作业方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、构建引爆场地：首先，选择周围五公里内无人居住的开阔场地，采用挖掘机平整该开阔场地，在该开阔场地中心铺3米高的细沙与泥土混合物形成爆炸焊接作业场；然后，在爆炸焊接作业场上均匀的铺设一层厚度不小于100mm且细度为10目的细土，形成炮台；最后，在炮台边缘安装保护框；

步骤二、确定爆炸焊接阵列对象：首先，根据实际需求分别确定要焊接的基板和复板的尺寸和材质；然后，根据实际需求确定爆炸焊接阵列的规模；

步骤三、布置炸药，过程如下：

步骤301、根据公式Q_min＝SW_g，计算单张复合板起爆药量Q_min，其中，S为步骤二中基板和复板的尺寸获取的爆炸焊接面积，W_g为爆炸焊接单位面积所需的药量且

γ为爆炸焊接经验参数，δ为复板的厚度，ρ为复板的密度；

步骤302、根据公式

计算每行复合板起爆药量

其中，Q₀为单响药量，每行复合板起爆药量

满足：

Q_imin为每行N个复合板中的第i个复合板的实际起爆药量且Q_imin≥Q_min；

步骤303、铺设炸药：首先，筛除或破碎炸药中的结块，将粉状炸药按照步骤302中计算的实际起爆药量均匀松散的铺设在每个复板上；然后，采用刮药板将炸药均匀的刮平；

步骤304、炸药的围挡：采用药框对每个复板上的炸药边缘围挡一周；

步骤四、确定复板间距并布置爆炸焊接阵列，过程如下：

步骤401、根据公式

计算延迟起爆下爆炸冲击波前缘与雷管的最小距离R_min，其中，K为与炸药起爆环境有关的常数，P₀为大气压，P为爆炸冲击波前缘压力；

步骤402、根据公式R₁≥R_min-h₁，确定每行复板的板间间距R₁，其中，h₁为复板沿行向的边长；

步骤403、根据公式

确定各行复板的行间间距R₂，其中，h₂为复板沿列向的边长；

骤404、布置爆炸焊接阵列：首先，根据步骤402中计算的每行复板的板间间距R₁和步骤403中计算的各行复板的行间间距R₂的值，选取每行复板的板间间距R₁和各行复板的行间间距R₂的实际值；然后，根据选取的每行复板的板间间距R₁和各行复板的行间间距R₂的实际值在所述引爆场地内布置爆炸焊接阵列；

步骤五、布置起爆点并连线树状电连接线网：首先，在M×N个复板同侧一边上中心位置确定起爆点安装位置并添加引爆药；然后，将M×N个毫秒导爆管雷管分别对应安插在M×N个复板上布放有引爆药的位置；最后，采用所述树状电连接线网将引爆器与M×N个毫秒导爆管雷管连接；

步骤六、爆炸焊接作业及爆炸焊接噪音监测：根据步骤五中设置好的爆炸焊接作业结构，操作引爆器工作，完成爆炸焊接作业，同时，采用与所述引爆场地间距为L的所述噪声振动监测器监测爆炸焊接作业产生的噪音。

上述的方法，其特征在于：所述保护框的高度不小于两倍复板的高度，所述复合板为基板与对应的复板爆炸焊接形成的复合板。

上述的方法，其特征在于：步骤二中所述爆炸焊接阵列的规模为基板和复板的焊接数量。

上述的方法，其特征在于：步骤401中爆炸冲击波前缘压力P＝3P₀；步骤五中所述引爆药为锰炸药。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明采用的微差爆炸焊接作业结构为每个复合板都设计了药框，保证了爆炸焊接过程中相邻复合板间的爆炸冲击波影响，保证爆炸焊接按照设计要求进行，同时在引爆场地周围安装保护框，减少飞石产生的几率，保证了爆炸焊接作业区域的安全，便于推广使用。

2、本发明采用的微差爆炸焊接作业结构通过具有一个输入端和M×N个输出端的树状电连接线网，将引爆器与M×N个雷管相接，树状电连接线网可扩展性强，连接灵活；另外，采用的微差爆炸焊接作业结构中每行复合板结构均相同，实际焊接中，若出现不同规格的复合板，则将相同规格的复合板布放在同一列，便于调整间距，操作简单。

3、本发明采用的微差爆炸焊接作业方法可根据实际需求的复合板数量和种类，对复合板进行阵列式排列，根据要焊接的基板和复板的尺寸和材质确定单张复合板起爆药量和单响药量，根据单响药量确定复合板间离，保证爆炸焊接效率并降低噪声值，满足相应规章规程，方法步骤简单，实现效果好。

综上所述，本发明设计新颖，布局合理，可明显降低相邻复合板间的爆炸冲击波影响，保证爆炸焊接按照设计要求进行，爆炸焊接作业效率高，降低爆炸噪音、震动的危害，减少飞石产生的几率，保证了爆炸焊接作业区域的安全，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明单张复合板爆炸焊接在引爆场地中的安装示意图。

图2为本发明实施例1中爆炸焊接阵列和引爆器的连接关系示意图。

图3为本发明实施例2中爆炸焊接阵列和引爆器的连接关系示意图。

图4为本发明微差爆炸焊接作业方法的方法流程框图。

附图标记说明:

1—炮台； 2—基板； 3—支撑杆；

4—复板； 4-1—第一复板； 4-2—第二复板；

5—雷管； 5-1—一段毫秒导爆管雷管；

5-2—三段毫秒导爆管雷管； 5-3—五段毫秒导爆管雷管；

5-4—六段毫秒导爆管雷管； 5-5—七段毫秒导爆管雷管；

6—保护框； 7—药框； 8—炸药；

9—引爆器； 10-1—主分线器； 10-2—辅助分线器；

10-3—从分线器； 11—电线。

具体实施方式

如图1、图2和图3所示，本发明所述的微差爆炸焊接作业结构，包括引爆场地、安装在所述引爆场地内的爆炸焊接阵列和用于引爆所述爆炸焊接阵列的引爆器9，所述引爆器9通过电连接线网与所述爆炸焊接阵列连接，所述引爆场地包括炮台1和安装在炮台1边缘的保护框6，所述爆炸焊接阵列包括基板阵列和与所述基板阵列结构相同且对应布设在所述基板阵列上的复板阵列，所述基板阵列由M行N列的基板2组成，所述复板阵列由M行N列的复板4组成，其中，M和N均为正整数且M≥1，N≥2，基板2与复板4之间设置有支撑杆3，复板4上设置有雷管5，雷管5的数量与复板4对应相等且为M×N个，复板4的边缘安装有用于围栏炸药8的药框7，所述炸药8均匀的铺设在复板4上，雷管5的一端埋入炸药8内，所述电连接线网为树状电连接线网，所述树状电连接线网具有一个输入端和M×N个输出端；所述树状电连接线网的一个输入端与引爆器9相接，所述树状电连接线网的M×N个输出端分别与M×N个雷管5相接。

实际操作中，炮台1采用细土地基，表面平整、软硬度一致，炮台1高度比地基高，在炮台1边缘安装保护框6是为了减少杂物冲击到基板2与复板4之间而影响结合率，基板2与复板4一一对应的叠放在一起，形成M行N列的阵列式排列，基板2与复板4之间采用支撑杆3固定复板4位置，基板2与复板4爆炸焊接后行形成复合板，每个复板4上均安装有一个雷管5，因此雷管5的数量为M×N个，且与复合板的阵列式排布一致，实际安装中，每个雷管5的安装位置均相同，保证雷管5整齐排列。

本实施例中，所述树状电连接线网包括分线器和多根电线11，所述分线器包括主分线器10-1和与主分线器10-1依次串联的辅助分线器10-2，以及M个分别与主分线器10-1和辅助分线器10-2连接的分支从分线器，所述分支从分线器包括多个依次串联的从分线器10-3，引爆器9与主分线器10-1之间、主分线器10-1与辅助分线器10-2之间、主分线器10-1与从分线器10-3之间、辅助分线器10-2与从分线器10-3之间、两个从分线器10-3之间以及从分线器10-3与雷管5之间均通过电线11连接。

实际连接中，实际的电线11长度有限，而实际的引爆场地面积大，范围广，复合板之间的间距也比较远，为每个雷管5准备一条长电线难以实现，采用主分线器10-1接通引爆器9，采用相串联的辅助分线器10-2是为了增加主分线器10-1的输出端头，实际使用保证主分线器10-1未使用的输出端头和辅助分线器10-2未使用的输出端头的总和至少为M个，满足所述基板阵列M行的需求，至少M个输出端头分别连接有分支从分线器，每个所述分支从分线器包括多个依次串联的从分线器10-3，每个所述分支从分线器未使用的输出端头的总和至少为N个，满足所述基板阵列N列的需求，实现M×N个雷管5连接。

本实施例中，所述M×N个雷管5均为毫秒导爆管雷管，M×N个毫秒导爆管雷管呈M行N列的阵列式布设，每一行中的N个毫秒导爆管雷管延时时间均相同，M行毫秒导爆管雷管的延时时间依次延长，相邻两行之间的毫秒导爆管雷管的延时时间间隔不小于20ms。

实际使用中，微差爆炸焊接满足所述基板阵列中的复合板逐行爆炸，减少噪声，所述M×N个雷管5均为毫秒导爆管雷管，所述毫秒导爆管雷管采用满足GB19417-2003标准的段别毫秒导爆管雷管，以M＝5为例，其中，五行毫秒导爆管雷管中的第一行毫秒导爆管雷管采用一段毫秒导爆管雷管5-1进行引爆，第二行毫秒导爆管雷管采用三段毫秒导爆管雷管5-2进行引爆，第三行毫秒导爆管雷管采用五段毫秒导爆管雷管5-3进行引爆，第四行毫秒导爆管雷管采用六段毫秒导爆管雷管5-4进行引爆，第五行毫秒导爆管雷管采用七段毫秒导爆管雷管5-5进行引爆，当M的值逐渐增加时，毫秒导爆管雷管段别也随着增加，需保证相邻两行之间的毫秒导爆管雷管的延时时间间隔不小于20ms，根据GB19417-2003标准，由于一段毫秒导爆管雷管5-1和二段毫秒导爆管雷管之间的延时时间间隔为25ms，为了保证爆炸安全，选择延时时间更充裕的间隔50ms的三段毫秒导爆管雷管5-2与一段毫秒导爆管雷管5-1相邻，以此类推，不再赘述。

本实施例中，所述复板4为矩形，所述毫秒导爆管雷管设置在复板4同侧一边上中心位置，所述M行复板4的结构均相同，N列复板4由结构相同且连续的a列第一复板4-1和结构相同且连续的b列第二复板4-2组成，其中，a和b均为非负整数且a+b＝N。

实际使用中，所述毫秒导爆管雷管设置在复板4同侧一边上中心位置且所述毫秒导爆管雷管设置在复板4同侧长边上中心位置效果更佳，所述毫秒导爆管雷管安装排列一致是为了使炸药的爆轰、基复板间产生的射流均朝向同一方向，减少多参数变化对爆炸焊接的影响。

本实施例中，每行复板4的结构均相同，每列可相同，也可不同，其中，N列复板4由结构相同且连续的a列第一复板4-1和结构相同且连续的b列第二复板4-2组成，是完为了在每次爆炸焊接过程中，可一次性得到不同规格的复合板，高效可靠，减少人工操作的工作量。

本实施例中，还包括噪声振动监测器，所述噪声振动监测器与所述引爆场地的间距为L，L为400m～500m。

如图4所示的一种微差爆炸焊接作业方法，包括以下步骤：

步骤一、构建引爆场地：首先，选择周围五公里内无人居住的开阔场地，采用挖掘机平整该开阔场地，在该开阔场地中心铺3米高的细沙与泥土混合物形成爆炸焊接作业场；然后，在爆炸焊接作业场上均匀的铺设一层厚度不小于100mm且细度为10目的细土，形成炮台1；最后，在炮台1边缘安装保护框6；

步骤二、确定爆炸焊接阵列对象：首先，根据实际需求分别确定要焊接的基板2和复板4的尺寸和材质；然后，根据实际需求确定爆炸焊接阵列的规模；

步骤三、布置炸药，过程如下：

步骤301、根据公式Q_min＝SW_g，计算单张复合板起爆药量Q_min，其中，S为步骤二中基板2和复板4的尺寸获取的爆炸焊接面积，W_g为爆炸焊接单位面积所需的药量且

γ为爆炸焊接经验参数，δ为复板4的厚度，ρ为复板4的密度；

步骤302、根据公式

计算每行复合板起爆药量

其中，Q₀为单响药量，每行复合板起爆药量

满足：

Q_imin为每行N个复合板中的第i个复合板的实际起爆药量且Q_imin≥Q_min；

需要说明的是，单响药量Q₀为考虑噪声因素以及每行复合板起爆药量允许的最大药量，实际采用噪声振动监测器监测单响药量Q₀爆炸产生的噪声，提前规定爆炸允许最大噪声分贝值，确定单响药量Q₀实际重量，避免每行复合板起爆药量

爆炸产生的噪声超过噪声标准，不合符爆破安全规程标准，每行复合板起爆药量

不大于单响药量Q₀。

步骤303、铺设炸药：首先，筛除或破碎炸药8中的结块，将粉状炸药8按照步骤302中计算的实际起爆药量均匀松散的铺设在每个复板4上；然后，采用刮药板将炸药8均匀的刮平；

步骤304、炸药的围挡：采用药框7对每个复板4上的炸药8边缘围挡一周；

步骤四、确定复板间距并布置爆炸焊接阵列，过程如下：

步骤401、根据公式

计算延迟起爆下爆炸冲击波前缘与雷管5的最小距离R_min，其中，K为与炸药起爆环境有关的常数，P₀为大气压，P为爆炸冲击波前缘压力；

本实施例中，步骤401中爆炸冲击波前缘压力P＝3P₀；爆炸冲击波前缘压力选为三倍的大气压是为了保证微差爆炸焊接对相邻的复合板影响可忽略。

步骤402、根据公式R₁≥R_min-h₁，确定每行复板的板间间距R₁，其中，h₁为复板4沿行向的边长；

步骤403、根据公式

确定各行复板的行间间距R₂，其中，h₂为复板4沿列向的边长；

步骤404、布置爆炸焊接阵列：首先，根据步骤402中计算的每行复板的板间间距R₁和步骤403中计算的各行复板的行间间距R₂的值，选取每行复板的板间间距R₁和各行复板的行间间距R₂的实际值；然后，根据选取的每行复板的板间间距R₁和各行复板的行间间距R₂的实际值在所述引爆场地内布置爆炸焊接阵列；

步骤五、布置起爆点并连线树状电连接线网：首先，在M×N个复板4同侧一边上中心位置确定起爆点安装位置并添加引爆药；然后，将M×N个毫秒导爆管雷管分别对应安插在M×N个复板4上布放有引爆药的位置；最后，采用所述树状电连接线网将引爆器9与M×N个毫秒导爆管雷管连接；

本实施例中，步骤五中所述引爆药为锰炸药。

步骤六、爆炸焊接作业及爆炸焊接噪音监测：根据步骤五中设置好的爆炸焊接作业结构，操作引爆器9工作，完成爆炸焊接作业，同时，采用与所述引爆场地间距为L的所述噪声振动监测器监测爆炸焊接作业产生的噪音。

本实施例中，所述保护框6的高度不小于两倍复板4的高度，所述复合板为基板2与对应的复板4爆炸焊接形成的复合板。

本实施例中，步骤二中所述爆炸焊接阵列的规模为基板2和复板4的焊接数量。

实施例1

如图2所示，本实施例中，选择位于山区的平整、开阔且周围五公里内无人居住的开阔场地，采用挖掘机平整该开阔场地，在该开阔场地中心铺3米高的细沙与泥土混合物形成爆炸焊接作业场，在爆炸焊接作业场上均匀的铺设一层厚度不小于100mm且细度为10目的细土，形成炮台1，在炮台1边缘安装保护框6，对总数为20块的钛-钢复合板进行一次性爆炸复合作业，复板4为钛板TA1，钛板TA1的尺寸为：长度2050mm，宽度1650mm，厚度6mm，基板2为Q235B，Q235B的尺寸为：长度2000mm，宽度1600mm，厚度120mm，20块的钛-钢复合板呈五行四列布设。

本实施例中，爆炸焊接经验参数γ为1.33，可计算单张复合板起爆药量Q_min为115kg，筛除或破碎炸药8中的结块，将粉状炸药8均匀松散的铺设在每个复板4上；采用刮药板将炸药8均匀的刮平，采用药框7对每个复板4上的炸药8边缘围挡一周，与炸药起爆环境有关的常数K取2.8，且爆炸冲击波前缘压力P＝3P₀，延迟起爆下爆炸冲击波前缘与雷管5的最小距离R_min为4.38m，实际将毫秒导爆管雷管安装在钛板TA1边长长度2050mm的中心位置处，因此，计算的每行复板的板间间距R₁为4.38m与宽度1650mm的差，即2.73m，计算的各行复板的行间间距R₂为6.19m与长度2050mm的差，即4.14m，实际布放时，为了保证充裕的间隔距离，延迟起爆下爆炸冲击波前缘与雷管5的最小距离R_min选为7m，安插5×4个毫秒导爆管雷管，第一行均安插一段毫秒导爆管雷管5-1、第二行均安插三段毫秒导爆管雷管5-2、第三行均安插五段毫秒导爆管雷管5-3、第四行均安插六段毫秒导爆管雷管5-4、第五行均安插七段毫秒导爆管雷管5-5，每行四个毫秒导爆管雷管，采用所述树状电连接线网将引爆器9与5×4个毫秒导爆管雷管连接，操作引爆器9引爆毫秒导爆管雷管，在距离引爆场地400m的位置处采用噪声振动监测器监测验证爆炸焊接产生的噪声值，本实施例共用2288kg炸药，在距离引爆场地400m的位置处采用噪声振动监测器监测噪音为80分贝，这与采用瞬发导爆管雷管组成的爆炸焊接结构，使用

1400kg炸药测量的噪音量相当，因此本发明明显降低了爆炸焊接作业的单响药量，提高了爆炸焊接作业的安全性。

实施例2

如图3所示，本实施例与实施例1不同的是对总数为25块的复合板进行一次性爆炸复合作业，其中，复板4包括20块第一复板4-1和5块第二复板4-2，第一复板4-1为C276，C276对应的基板2为Q345R，第一复板4-1的尺寸为：长度2050mm，宽度为1650mm，厚度为5mm，Q345R的尺寸为：长度2000mm，宽度为1600mm，厚度为45mm；第二复板4-2为钛板TA1，该钛板TA1对应的基板2为Q235B，第二复板4-2的尺寸为：长度4050mm，宽度为2650mm，厚度为6mm，Q235B的尺寸为：长度4000mm，宽度为3600mm，厚度为55mm，25块复合板呈五行五列布设，四块第一复板4-1和一块第二复板4-2组成一排。

实际操作中，爆炸焊接经验参数γ为1.33，可计算单张C276/Q345R复合板的起爆药量Q_min为143.9kg，单张TA1/Q235B复合板的起爆药量Q_min为362.9kg，与炸药起爆环境有关的常数K取2.8，且爆炸冲击波前缘压力P＝3P₀，延迟起爆下C276/Q345R复合板爆炸冲击波前缘与雷管5的最小距离R_min为4.72m，延迟起爆下TA1/Q235B复合板爆炸冲击波前缘与雷管5的最小距离R_min为6.43m，实际将毫秒导爆管雷管安装在第一复板4-1边长长度2050mm的中心位置处以及第二复板4-2边长长度4050mm的中心位置处，实际布放时，为了保证充裕的间隔距离以及减少雷管布设位置对爆炸产生的影响，每行的毫秒导爆管雷管保持布设在一条直线上，延迟起爆下爆炸冲击波前缘与雷管5的最小距离R_min选为12m，安插5×5个毫秒导爆管雷管，采用所述树状电连接线网将引爆器9与5×5个毫秒导爆管雷管连接，操作引爆器9引爆毫秒导爆管雷管，本实施例共用4693kg炸药，在距离引爆场地400m的位置处采用噪声振动监测器监测噪音为82分贝，这与采用瞬发导爆管雷管组成的爆炸焊接结构，使用2600kg炸药测量的噪音量相当，因此本发明明显降低了爆炸焊接作业的单响药量，提高了爆炸焊接作业的安全性。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (4)

1.一种爆炸焊接作业方法，利用微差爆炸焊接作业结构进行爆炸焊接作业，所述微差爆炸焊接作业结构包括引爆场地、安装在所述引爆场地内的爆炸焊接阵列和用于引爆所述爆炸焊接阵列的引爆器(9)，所述引爆器(9)通过电连接线网与所述爆炸焊接阵列连接，所述引爆场地包括炮台(1)和安装在炮台(1)边缘的保护框(6)，所述爆炸焊接阵列包括基板阵列和与所述基板阵列结构相同且对应布设在所述基板阵列上的复板阵列，所述基板阵列由M行N列的基板(2)组成，所述复板阵列由M行N列的复板(4)组成，其中，M和N均为正整数且M≥1，N≥2，基板(2)与复板(4)之间设置有支撑杆(3)，复板(4)上设置有雷管(5)，雷管(5)的数量与复板(4)对应相等且为M×N个，复板(4)的边缘安装有用于围栏炸药(8)的药框(7)，所述炸药(8)均匀的铺设在复板(4)上，雷管(5)的一端埋入炸药(8)内，所述电连接线网为树状电连接线网，所述树状电连接线网具有一个输入端和M×N个输出端；所述树状电连接线网的一个输入端与引爆器(9)相接，所述树状电连接线网的M×N个输出端分别与M×N个雷管(5)相接；

所述树状电连接线网包括分线器和多根电线(11)，所述分线器包括主分线器(10-1)和与主分线器(10-1)依次串联的辅助分线器(10-2)，以及M个分别与主分线器(10-1)和辅助分线器(10-2)连接的分支从分线器，所述分支从分线器包括多个依次串联的从分线器(10-3)，引爆器(9)与主分线器(10-1)之间、主分线器(10-1)与辅助分线器(10-2)之间、主分线器(10-1)与从分线器(10-3)之间、辅助分线器(10-2)与从分线器(10-3)之间、两个从分线器(10-3)之间以及从分线器(10-3)与雷管(5)之间均通过电线(11)连接；

所述M×N个雷管(5)均为毫秒导爆管雷管，M×N个毫秒导爆管雷管呈M行N列的阵列式布设，每一行中的N个毫秒导爆管雷管延时时间均相同，M行毫秒导爆管雷管的延时时间依次延长，相邻两行之间的毫秒导爆管雷管的延时时间间隔不小于20ms；

所述复板(4)为矩形，所述毫秒导爆管雷管设置在复板(4)同侧一边上中心位置，所述M行复板(4)的结构均相同，N列复板(4)由结构相同且连续的a列第一复板(4-1)和结构相同且连续的b列第二复板(4-2)组成，其中，a和b均为非负整数且a+b＝N；

还包括噪声振动监测器，所述噪声振动监测器与所述引爆场地的间距为L，L为400m～500m；

其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、构建引爆场地：首先，选择周围五公里内无人居住的开阔场地，采用挖掘机平整该开阔场地，在该开阔场地中心铺3米高的细沙与泥土混合物形成爆炸焊接作业场；然后，在爆炸焊接作业场上均匀的铺设一层厚度不小于100mm且细度为10目的细土，形成炮台(1)；最后，在炮台(1)边缘安装保护框(6)；

步骤二、确定爆炸焊接阵列对象：首先，根据实际需求分别确定要焊接的基板(2)和复板(4)的尺寸和材质；然后，根据实际需求确定爆炸焊接阵列的规模；

步骤三、布置炸药，过程如下：

步骤301、根据公式Q_min＝SW_g，计算单张复合板起爆药量Q_min，其中，S为步骤二中基板(2)和复板(4)的尺寸获取的爆炸焊接面积，W_g为爆炸焊接单位面积所需的药量且

γ为爆炸焊接经验参数，δ为复板(4)的厚度，ρ为复板(4)的密度；

步骤302、根据公式

计算每行复合板起爆药量

其中，Q₀为单响药量，每行复合板起爆药量

满足：

Q_imin为每行N个复合板中的第i个复合板的实际起爆药量且Q_imin≥Q_min；

步骤303、铺设炸药：首先，筛除或破碎炸药(8)中的结块，将粉状炸药(8)按照步骤302中计算的实际起爆药量均匀松散的铺设在每个复板(4)上；然后，采用刮药板将炸药(8)均匀的刮平；

步骤304、炸药的围挡：采用药框(7)对每个复板(4)上的炸药(8)边缘围挡一周；

步骤四、确定复板间距并布置爆炸焊接阵列，过程如下：

步骤401、根据公式

计算延迟起爆下爆炸冲击波前缘与雷管(5)的最小距离R_min，其中，K为与炸药起爆环境有关的常数，P₀为大气压，P为爆炸冲击波前缘压力；

步骤402、根据公式R₁≥R_min-h₁，确定每行复板的板间间距R₁，其中，h₁为复板(4)沿行向的边长；

步骤403、根据公式

确定各行复板的行间间距R₂，其中，h₂为复板(4)沿列向的边长；

步骤404、布置爆炸焊接阵列：首先，根据步骤402中计算的每行复板的板间间距R₁和步骤403中计算的各行复板的行间间距R₂的值，选取每行复板的板间间距R₁和各行复板的行间间距R₂的实际值；然后，根据选取的每行复板的板间间距R₁和各行复板的行间间距R₂的实际值在所述引爆场地内布置爆炸焊接阵列；

步骤五、布置起爆点并连线树状电连接线网：首先，在M×N个复板(4)同侧一边上中心位置确定起爆点安装位置并添加引爆药；然后，将M×N个毫秒导爆管雷管分别对应安插在M×N个复板(4)上布放有引爆药的位置；最后，采用所述树状电连接线网将引爆器(9)与M×N个毫秒导爆管雷管连接；

步骤六、爆炸焊接作业及爆炸焊接噪音监测：根据步骤五中设置好的爆炸焊接作业结构，操作引爆器(9)工作，完成爆炸焊接作业，同时，采用与所述引爆场地间距为L的所述噪声振动监测器监测爆炸焊接作业产生的噪音。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：所述保护框(6)的高度不小于两倍复板(4)的高度，所述复合板为基板(2)与对应的复板(4)爆炸焊接形成的复合板。

3.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤二中所述爆炸焊接阵列的规模为基板(2)和复板(4)的焊接数量。

4.按照权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤401中爆炸冲击波前缘压力P＝3P₀；步骤五中所述引爆药为锰炸药。

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