CN108581180A - 一种消除爆炸焊接边界效应的方法 - Google Patents

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刘伟
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Abstract

本发明涉及一种消除爆炸焊接边界效应的方法，为解决爆炸焊接边界处能量“过大”造成的边界处打伤打裂和焊接不良，采用爆炸焊接边界处组合布药的形式，边缘处和临近边缘处采用不同爆速的低爆速炸药，减小和控制边界处的炸药能量，消除边界效应；与现有技术相比，优化了生成工艺，节约了金属板材和炸药用量，大大降低了生成成本，并且本发明所采用降低爆速额外添加剂均为环保、易得、低成本材料，预示该方法具有广阔的应用前景。

Description

一种消除爆炸焊接边界效应的方法
技术领域
本发明属于爆炸焊接领域，涉及一种消除爆炸焊接边界效应的方法，具体涉及利用额外添加剂降低爆炸焊接边界处炸药性能并利用边界处组合布药的方法，达到消除爆炸焊接边界处打伤打裂和焊接不良的现象。
背景技术
爆炸焊接属于多学科交叉领域，因其在金属焊接领域表现出的高效、低能耗、低成本和设备简单而被广泛应用，具有很大的市场价值。爆炸焊接中覆板和基板通常厚度不同，形状和尺寸通常相同。爆炸焊接利用炸药爆炸能量达到覆板和基板焊接的工程目的，但在一般情况，由于炸药爆炸在板材前端存在能量“过大”和“反复作用”的原因，就会出现爆炸焊接的边界效应，即爆炸焊接边界处出现打伤打裂和焊接不良的现象。边界效应的存在会导致板材浪费和增加生产成本，尤其对于贵重稀有金属板材，大大增加生产成本。另外，为防止边界效应的出现，通常采用覆板的长和宽大于基板，以便炸药的尺寸大于基板的尺寸，从而消除边界效应；但覆板尺寸和炸药尺寸的增大也会导致覆板材料和炸药的浪费；爆炸焊接中覆板材料通常为贵重金属，因此也大大增加了成本。
因此，若能通过改变爆炸焊接所用炸药配方和装药结构，达到消除边界效应和保证覆板与基板尺寸相同，将对改进生产工艺和降低生产成本具有重要意义。
通过初步研究，爆炸焊接边界区炸药能量的降低和装药结构合理化可以到达消除边界效应的目的。
目前，尚未发现通过改变爆炸焊接边界处炸药配方和装药结构的方法消除爆炸焊接边界效应的相关报道。
发明内容
为了消除爆炸焊接的边界效应，本发明提供一种消除爆炸焊接边界效应的方法。将额外添加剂按比例添加到爆炸焊接炸药中，利用额外添加剂降低爆炸焊接炸药的性能，在爆炸焊接边界处布置含有额外添加剂的爆炸焊接炸药，达到消除爆炸焊接边界效应的目的。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种消除爆炸焊接边界效应的方法，所述方法是指爆炸焊接不同区域采用不同炸药配方进行爆炸焊接的方法，爆炸焊接边界处使用两种不同低爆速爆炸焊接炸药组合布药形式。
所述低爆速爆炸焊接炸药由爆炸焊接炸药添加额外添加剂制得，所述爆炸焊接炸药为粉状铵油炸药或乳化炸药，所述额外添加剂为木粉、纸屑、膨胀珍珠岩和塑料微球的一种或几种的混合物。
所述粉状铵油炸药其原料按质量计：硝酸铵76～78％，复合油2.5～4％，改性剂0.3％，木粉18～24％。
所述乳化炸药其原料按质量计：硝酸铵76～78％，复合油2.5～4％，乳化剂1.5～3.5％，木粉15～20％。
所述木粉、纸屑、膨胀珍珠岩和塑料微球粒径10-150um。
所述爆炸焊接边界处使用两种不同低爆速炸药组合布药形式见附图1和2，其中两种不同低爆速炸药包括边缘低爆速炸药(标注1)和临近边缘低爆速炸药(标注2)。边缘低爆速炸药宽度为1.5～2.5倍覆板厚度，临近边缘低爆速炸药宽度为2.0～6.0倍覆板厚度。
所述边缘低爆速炸药添加额外添加剂的量为爆炸焊接炸药质量的1～8％；所述临近边缘低爆速炸药添加额外添加剂的量为爆炸焊接炸药质量的5～12％。
本发明的有益效果是：本发明首次在爆炸焊接边界处使用两种不同低爆速炸药组合布药形式实施爆炸焊接，根据覆板和基板的性质及爆炸焊接能量分布特点，调整边缘低爆速炸药和临近边缘低爆速炸药的配方及宽度，此方法可有效消除边界能量过高的缺点，从而有效消除爆炸焊接的边界效应；因此，本发明所采用方法可减少爆炸焊接边界效应造成的板材浪费，尤其能节约稀缺贵重覆板材料，有效降低了成本，具有广泛的应用前景；另一方面，本发明所采用降低炸药能量的额外添加剂木粉、纸屑、膨胀珍珠岩和塑料微球均为低价、易得、环保的添加剂。其中，木粉、纸屑和塑料微球可参加爆炸反应，生成水和碳的氧化物，膨胀珍珠岩不参加反应，均不会造成环境污染，具有广泛的市场价值。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1爆炸焊接炸药布置主视图(图1中标注1为边缘低爆速炸药，标注2为临近边缘低爆速炸药，标注3为爆炸焊接炸药，标注4为覆板，标注5为基板)
图2爆炸焊接炸药布置俯视图(图2中标注1为边缘低爆速炸药，标注2为临近边缘低爆速炸药，标注3为爆炸焊接炸药)
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。本发明的实施例仅仅是用于说明本发明，而不是对本发明的限制。
以铜-钢复合板爆炸焊接为例，即铜板为覆板，钢板为基板；选取TU1无氧铜作为覆板材料，其厚度、长度和宽度分别为2、1500和1500mm，选取Q235钢板作为基板材料，其厚度、长度和宽度也分别为10、1500和1500mm；覆板和基板间隔高度5mm；采用粉状铵油炸药作为爆炸焊接炸药，其原料按质量计：硝酸铵77％，复合油3％，改性剂0.3％，木粉20％；边缘低爆速炸药宽度采用2倍覆板厚度，即4mm，临近边缘低爆速炸药宽度采用4倍覆板厚度，即8mm。边缘低爆速炸药的额外添加剂为纸屑，添加量为爆炸焊接粉状铵油炸药质量的4％，即每100g爆炸焊接粉状铵油炸药额外添加4g纸屑制成边缘低爆速炸药；临近边缘低爆速炸药的额外添加剂也为纸屑，添加量为爆炸焊接粉状铵油炸药质量的8％，即每100g爆炸焊接粉状铵油炸药额外添加8g纸屑制成临近边缘低爆速炸药；最后，按照附图1和2布置炸药和实施爆炸焊接，其中炸药引爆采用雷管引爆。

Claims (6)

1.一种消除爆炸焊接边界效应的方法，其特征在于边界处采用低爆速炸药组合布药形式，消除爆炸焊接的边界效应，所述低爆速炸药由爆炸焊接炸药添加额外添加剂制得，所述低爆速炸药组合布药形式为两种不同低爆速炸药依次布药形式。
2.根据权利要求1,所述爆炸焊接炸药为粉状铵油炸药或乳化炸药，所述额外添加剂为木粉、纸屑、膨胀珍珠岩和塑料微球的一种或几种的混合物。
3.根据权利要求1,所述低爆速炸药分为边缘低爆速炸药和临近边缘低爆速炸药。
4.根据权利要求1，所述两种不同低爆速炸药依次布药形式为由内到外依次布置爆炸焊接炸药、临近边缘低爆速炸药和边缘低爆速炸药炸药的布药形式。
5.根据权利要求3,所述边缘低爆速炸药宽度为1.5～2.5倍覆板厚度，临近边缘低爆速炸药宽度为2.0～6.0倍覆板厚度。
6.根据权利要求3,所述边缘低爆速炸药添加额外添加剂的量为爆炸焊接炸药质量的1～8％；所述临近边缘低爆速炸药添加额外添加剂的量为爆炸焊接炸药质量的5～12％。。
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