CN108788439A - 一种铅锌不锈钢多层防辐射复合板的爆炸焊接方法 - Google Patents

一种铅锌不锈钢多层防辐射复合板的爆炸焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种铅锌不锈钢多层防辐射复合板的爆炸焊接方法，属于爆炸焊接领域。本发明采用锌板、不锈钢板与铅板复合，与传统的防辐射铅板相比，既减轻了质量，同时又增强了防辐射性能。采用专用的蜂窝结构来填塞炸药，其装药高度可由蜂窝空腔的高度决定，同时对专用粉状乳化炸药施加一定约束，保证了爆炸焊接装药密度的均匀性，使爆轰更为稳定高效。通过调整专用炸药密度可有效控制炸药的爆速，实现铅锌不锈钢多层复合板的焊接。

Description

一种铅锌不锈钢多层防辐射复合板的爆炸焊接方法
技术领域
本发明属于焊接技术领域，具体是指一种铅锌不锈钢多层防辐射复合板的爆炸焊接方法。
背景技术
随着国防科研、放射性医学和核技术应用的不断发展，各种放射性射线被广泛应用，射线对人体的伤害和对环境的破坏也逐渐为人们所认知，对于防辐射材料的研究成为一个重要的研究方向。金属铅作为传统的防辐射材料，但由于铅板重量较重且质地软，具有蠕动性和较大毒性，纯铅板的应用逐渐减少。随着国民工程建设的飞速发展，功能复合结构材料铅/锌/不锈钢多层复合板相比于同厚度的铅板，既减少了质量同时又增强了防辐射性能。
爆炸焊接技术作为一种特殊的冷焊技术，其最大的优点在于可以实现异种金属的大面积复合及功能结构优化。许多性能差异大的金属组合，如铜、锌、钛、钢、铅等相互之间是很难用常规方法大面积焊接复合。虽然摩擦焊、激光焊、扩散焊等特种焊接技术也能够完成材料焊接，但由于技术工艺和加工设备的限制，很难实现材料之间的大面积、功能性复合板材。
发明内容
为解决上述现有难题，本发明提供了一种实现铅锌不锈钢多层防辐射复合板的爆炸焊接方法和技术。
本发明采取的技术方案如下：本发明铅锌不锈钢多层防辐射复合板的爆炸焊接方法，所述爆炸焊接方法的整个装置包括铅板、锌板、不锈钢板、专用的蜂窝结构、专用粉状乳化炸药和雷管，具体焊接方法包括如下步骤：首先对材料的尺寸进行加工，对不锈钢板、锌板、铅板待焊表面进行表面处理，保持焊接面的清洁；将清洁后铅板、锌板、不锈钢板三种材料，通过平行法爆炸焊接或倾斜法爆炸焊接或双立式爆炸焊接的方式复合在一起；取2～8mm厚的蜂窝铝材料以及含有玻璃微球的专用粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药，将制好的蜂窝结构炸药平行放置在爆破复合的适配位置；雷管安置于炸药端部，并接入远端起爆器；起爆炸药，实现铅锌不锈钢多层复合板的焊接。
本发明爆炸焊接方法为通过雷管起爆炸药，引爆后的炸药以稳定的爆速沿飞板爆轰，爆轰产物将飞板加速到一定速度，然后将不锈钢板、锌板、铅板压实复合，实现铅锌不锈钢多层复合板的焊接。
进一步地，将铅板、锌板、不锈钢板三种材料，通过平行法爆炸焊接的方式复合在一起的具体步骤如下：首先对材料的尺寸进行加工，对不锈钢板、锌板、铅板待焊表面进行表面处理，保持焊接面的清洁。将清洁后的铅板平行放置在专用实验地基上，通过支架支撑，依次将锌板和不锈钢板平行放置在铅板上方，在不锈钢板上方铺设一层防护材料，起到保护作用；取2～8mm厚的蜂窝铝材料以及含有玻璃微球的专用粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药，将制好的蜂窝结构炸药平行放置在防护材料上方；雷管安置于炸药端部，并接入远端起爆器；起爆炸药，实现铅锌不锈钢多层复合板的焊接。
进一步地，将铅板、锌板、不锈钢板三种材料，通过倾斜法爆炸焊接的方式复合在一起，复合倾角控制在4°～15°。
进一步地，将铅板、锌板、不锈钢板三种材料，通过倾斜法爆炸焊接的方式复合在一起的具体步骤如下：首先对材料的尺寸进行加工，对不锈钢板、锌板、铅板待焊表面进行表面处理，保持焊接面的清洁；将清洁后的铅板、锌板、不锈钢板保持一定的间隙，垂直置于专用的实验地基上，在铅板和不锈钢板的外侧铺设一层防护材料，起到保护的作用；取2～8mm厚的蜂窝铝材料以及含有玻璃微球的专用粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药，将制好的蜂窝结构炸药分别垂直置于铅板和不锈钢板的外侧；雷管安置于炸药上方端部，两侧雷管接入同一起爆器；起爆炸药，实现铅锌不锈钢多层复合板的焊接。
进一步地，将铅板、锌板、不锈钢板三种材料，通过双立式爆炸焊接的方式的具体步骤如下：首先对材料的尺寸进行加工，对不锈钢板、锌板、铅板待焊表面进行表面处理，保持焊接面的清洁；取2～3mm厚的蜂窝铝材料以及玻璃微球质量分数为20％的专用粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药，将制好的蜂窝结构炸药垂直置于专用的实验地基上并固定，然后将两对不锈钢板、锌板、铅板保持一定的间隙依次垂直放置在炸药两侧；雷管置于炸药上方中间处，起爆炸药，实现两对铅锌不锈钢多层复合板的焊接。
进一步地，所述不锈钢板的加工尺寸为300mm×200mm×5mm，所述锌板的加工尺寸为300mm×200mm×5mm，所述铅板的加工尺寸为300mm×200mm×10mm。
作为优选地，所述含有玻璃微球的专用粉状乳化炸药中玻璃微球的质量分数为5％～30％，密度为0.4～1.1g/cm3，爆速为1800～3000m/s，炸药高度为5～30mm。
采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本方案铅锌不锈钢多层防辐射复合板的爆炸焊接方法，结构设计合理，采用锌板、不锈钢板与铅板复合，与传统的防辐射铅板相比，既减轻了质量，同时又增强了防辐射性能。采用专用的蜂窝结构来填塞炸药，其装药高度可由蜂窝空腔的高度决定，同时对专用粉状乳化炸药施加一定约束，保证了爆炸焊接装药密度的均匀性，使爆轰更为稳定高效。通过调整玻璃微球质量分数可有效控制炸药的爆速，实现铅锌不锈钢多层复合板的焊接。
附图说明
图1为本发明铅锌不锈钢三层复合板的平行焊接示意图；
图2为本发明铅锌不锈钢三层复合板的倾斜焊接示意图；
图3为本发明铅锌不锈钢三层复合板的双立式焊接示意图。
其中，1、雷管，2、专用的蜂窝结构粉状乳化炸药，3、不锈钢板，4、支架，5、锌板，6、铅板。
具体实施方式
下面结合具体实施对本专利的技术方案作进一步详细地说明，本发明所述的技术特征或连接关系没有进行详细描述的部分均为采用的现有技术。
以下结合附图，对本发明做进一步详细说明。
实施例1
如图1所示，将铅板6、锌板5、不锈钢板3三种材料，通过平行法爆炸焊接的方式复合在一起。首先对材料的尺寸进行加工，对不锈钢板3(300mm×200mm×5mm)、锌板5(300mm×200mm×5mm)、铅板6(300mm×200mm×10mm)待焊表面进行表面处理，保持焊接面的清洁。将清洁后的铅板6平行放置在专用实验地基上，通过支架4支撑，依次将锌板5和不锈钢板3平行放置在铅板6上方，在不锈钢板3上方铺设一层防护材料，起到保护作用。取2～8mm厚的蜂窝铝材料以及玻璃微球质量分数为20％的专用粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药，将制好的蜂窝结构炸药平行放置在防护材料上方。雷管1安置于炸药端部，并接入远端起爆器。起爆炸药，实现铅锌不锈钢多层复合板的焊接。
实施例2
如图2所示，将铅板6、锌板5、不锈钢板3三种材料，通过倾斜法爆炸焊接的方式复合在一起，复合倾角控制在4°～15°。首先对材料的尺寸进行加工，对不锈钢板3(300mm×200mm×5mm)、锌板5(300mm×200mm×5mm)、铅板6(300mm×200mm×10mm)待焊表面进行表面处理，保持焊接面的清洁。将清洁后的铅板6、锌板5、不锈钢板3保持一定的间隙，垂直置于专用的实验地基上，在铅板6和不锈钢板3的外侧铺设一层防护材料，起到保护的作用。取2～8mm厚的蜂窝铝材料以及玻璃微球质量分数为20％的专用粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药，将制好的蜂窝结构炸药分别垂直置于铅板6和不锈钢板3的外侧。雷管1安置于炸药上方端部，两侧雷管1接入同一起爆器。起爆炸药，实现铅/锌/不锈钢多层复合板的焊接。
实施例3
如图3所示，将铅板6、锌板5、不锈钢板3三种材料，通过双立式爆炸焊接的方法，同时爆炸两对复合板。首先对材料的尺寸进行加工，对不锈钢板3(300mm×200mm×5mm)、锌板5(300mm×200mm×5mm)、铅板6(300mm×200mm×10mm)待焊表面进行表面处理，保持焊接面的清洁。取2～3mm厚的蜂窝铝材料以及玻璃微球质量分数为20％的专用粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药，将制好的蜂窝结构炸药垂直置于专用的实验地基上并固定，然后将两对不锈钢板3、锌板5、铅板6保持一定的间隙依次垂直放置在炸药两侧。雷管1置于炸药上方中间处，起爆炸药，实现两对铅/锌/不锈钢多层复合板的焊接。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种铅锌不锈钢多层防辐射复合板的爆炸焊接方法，其特征在于，所述爆炸焊接方法的整个装置包括铅板、锌板、不锈钢板、专用的蜂窝结构、专用粉状乳化炸药和雷管，具体焊接方法包括如下步骤：首先对材料的尺寸进行加工，对不锈钢板、锌板、铅板待焊表面进行表面处理，保持焊接面的清洁；将清洁后铅板、锌板、不锈钢板三种材料，通过平行法爆炸焊接或倾斜法爆炸焊接或双立式爆炸焊接的方式复合在一起；取2～8mm厚的蜂窝铝材料以及含有玻璃微球的专用粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药，将制好的蜂窝结构炸药平行放置在爆破复合的适配位置；雷管安置于炸药端部，并接入远端起爆器；起爆炸药，实现铅锌不锈钢多层复合板的焊接。
2.根据权利要求1所述的一种铅锌不锈钢多层防辐射复合板的爆炸焊接方法，其特征在于：将铅板、锌板、不锈钢板三种材料，通过平行法爆炸焊接的方式复合在一起的具体步骤如下：首先对材料的尺寸进行加工，对不锈钢板、锌板、铅板待焊表面进行表面处理，保持焊接面的清洁。将清洁后的铅板平行放置在专用实验地基上，通过支架支撑，依次将锌板和不锈钢板平行放置在铅板上方，在不锈钢板上方铺设一层防护材料，起到保护作用；取2～8mm厚的蜂窝铝材料以及含有玻璃微球的专用粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药，将制好的蜂窝结构炸药平行放置在防护材料上方；雷管安置于炸药端部，并接入远端起爆器；起爆炸药，实现铅锌不锈钢多层复合板的焊接。
3.根据权利要求1所述的一种铅锌不锈钢多层防辐射复合板的爆炸焊接方法，其特征在于：将铅板、锌板、不锈钢板三种材料，通过倾斜法爆炸焊接的方式复合在一起，复合倾角控制在4°～15°。
4.根据权利要求1所述的一种铅锌不锈钢多层防辐射复合板的爆炸焊接方法，其特征在于：将铅板、锌板、不锈钢板三种材料，通过倾斜法爆炸焊接的方式复合在一起的具体步骤如下：首先对材料的尺寸进行加工，对不锈钢板、锌板、铅板待焊表面进行表面处理，保持焊接面的清洁；将清洁后的铅板、锌板、不锈钢板保持一定的间隙，垂直置于专用的实验地基上，在铅板和不锈钢板的外侧铺设一层防护材料，起到保护的作用；取2～8mm厚的蜂窝铝材料以及含有玻璃微球的专用粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药，将制好的蜂窝结构炸药分别垂直置于铅板和不锈钢板的外侧；雷管安置于炸药上方端部，两侧雷管接入同一起爆器；起爆炸药，实现铅锌不锈钢多层复合板的焊接。
5.根据权利要求1所述的一种铅锌不锈钢多层防辐射复合板的爆炸焊接方法，其特征在于：将铅板、锌板、不锈钢板三种材料，通过双立式爆炸焊接的方式的具体步骤如下：首先对材料的尺寸进行加工，对不锈钢板、锌板、铅板待焊表面进行表面处理，保持焊接面的清洁；取2～3mm厚的蜂窝铝材料以及玻璃微球质量分数为20％的专用粉状乳化炸药制成蜂窝结构炸药，将制好的蜂窝结构炸药垂直置于专用的实验地基上并固定，然后将两对不锈钢板、锌板、铅板保持一定的间隙依次垂直放置在炸药两侧；雷管置于炸药上方中间处，起爆炸药，实现两对铅锌不锈钢多层复合板的焊接。
6.根据权利要求1所述的一种铅锌不锈钢多层防辐射复合板的爆炸焊接方法，其特征在于：所述不锈钢板的加工尺寸为300mm×200mm×5mm，所述锌板的加工尺寸为300mm×200mm×5mm，所述铅板的加工尺寸为300mm×200mm×10mm。
7.根据权利要求1所述的一种铅锌不锈钢多层防辐射复合板的爆炸焊接方法，其特征在于：所述含有玻璃微球的专用粉状乳化炸药中玻璃微球的质量分数为5％～30％，密度为0.4～1.1g/cm3，爆速为1800～3000m/s，炸药高度为5～30mm。
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