CN109454322B - 模块化爆炸焊接炸药装药单元及其模块化装药拼铺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种模块化爆炸焊接炸药装药单元，包括由壁面和底面组成的呈立方体状的网格式装药单元，所述网格式装药单元的内腔被分隔成呈行列状的多个装药空腔，所述网格式装药单元的内腔各网格之间被镂空状壁面进行分隔为彼此连通的结构。还公开了这种模块化爆炸焊接炸药装药单元的模块化装药拼铺方法，选用理化属性与炸药爆轰波传播特性相匹配的结构材料，制成系列长、宽、高几何尺寸呈模块化的炸药装药单元，将粘结剂与粉状炸药进行混合并浇铸于装药空腔中，以实现装药固化，形成模块化装药。本发明将爆炸焊接炸药浇铸于装药单元内，因而将当前野外现场装药操作改进为生产线装药，减少了人工装药操作程序，提高了爆炸焊接作业安全性。

Description

模块化爆炸焊接炸药装药单元及其模块化装药拼铺方法

技术领域

本发明涉及民用爆炸物品与爆炸器材领域，主要涉及特种爆破领域金属复合材料制备关键技术，具体的说是涉及一种模块化爆炸焊接炸药装药单元及其模块化装药拼铺方法。

背景技术

爆炸焊接技术制备的金属复合板材可将异质金属物理、化学、力学等优良特性形成互补，实现耐腐蚀、耐磨损及比强度高、节约贵金属等功能设计，作为结构材料在石油、化工管道，压力容器、舰船、核工业及军用装甲等诸多领域得到广泛应用，形成较大的产业。随着工业科技的发展对稀有、贵重金属复合材料的广泛需求，使得工程应用对爆炸复合材料质量稳定性提出了更高的要求，以提高稀有、贵重金属的有效利用率，从而降低成本。而爆炸焊接金属复合板制备通常在野外实施，装药作业一般采用粉状炸药人工现场铺设，期间会采用简单措施对装药表面进行刮平。当前的铺设方法存在过多的人工现场野外操作，不仅使得安全性降低，同时普遍存在着装药厚度一致性与密度均匀性较差，使得所制备的金属复合材料质量稳定性难以保障，反过来也限制了爆炸复合金属材料的推广应用。

中国专利ZL 201310282589.4 公开了一种爆炸复合专用结构炸药，改进了装药方式，可提高炸药的厚度一致性，保障炸药的密度和均匀性，但其装药空腔设计未计及腔壁材料对炸药爆轰性能的阻隔影响。该专利设计的腔壁结构导致爆轰波在各装药空腔间的传播是通过炸药殉爆得以实现，其与炸药爆轰波自然传播相比，相当于引入了干扰因素，对爆炸焊接复合界面质量产生消极影响；且该专利开发的结构炸药厚度由空腔高度直接控制，针对拟爆炸焊接的金属板尺寸，进行预加工装药成形，相当于非标准炸药产品订制，不能形成量化产品推广应用于几何尺寸各异的金属复合板爆炸焊接制备。

鉴于此，本发明旨在开发一种爆炸焊接炸药模块化装药方法，选用理化属性与炸药爆轰波传播特性相匹配的结构材料，制成系列长、宽、高几何尺寸呈模块化的网格式炸药网格式装药单元，将粘结剂与粉状炸药进行混合并浇铸于装药空腔中，以实现装药固化，形成模块化装药单元；在爆炸焊接金属复合材料制备现场通过对模块化装药单元进行拼铺操作即可完成工艺设计装药。一方面改进当前爆炸焊接装药铺设过程受气候及操作人员技能多因素制约，克服装药可控性差、复合材料质量稳定性弱等缺点；另一方面将当前装药过程的野外操作移至生产车间，实现模块化装药生产线制备，减少作业人员野外操作环节，提高安全性。

发明内容

本发明针对当前金属复合板爆炸焊接工艺野外操作装药一致性差，受气候、环境影响大及作业人员操作程序多，安全性低等现状，导致所制备的复合材料界面质量稳定性弱等，开发一种模块化爆炸焊接炸药装药单元及其模块化装药拼铺方法。选用理化属性与炸药爆轰波传播特性相匹配的结构材料，制成系列长、宽、高几何尺寸呈模块化,空腔水平截面呈阵列式多边形结构，空腔间壁面呈镂空状网格式连通结构的炸药模块化装药单元。利用粘结剂对粉状炸药进行粘结，浇铸于装药空腔中固化，形成长、宽、高几何尺寸呈模块化的系列爆炸焊接装药单元，以使装药在搬动、运输过程中保持设计的几何结构与物理属性，从而维持装药爆轰特性。在爆炸焊接金属复合材料制备时通过对装药进行拼铺操作完成工艺设计装药。

本发明采用如下技术方案：

一种模块化爆炸焊接炸药装药单元，包括由壁面和底面组成的呈立方体状的网格式装药单元，所述网格式装药单元的内腔被分隔成呈行列状的多个装药空腔，所述网格式装药单元的内腔各网格之间被镂空状壁面进行分隔为彼此连通的结构。

所述镂空状壁面由纵向连杆、横向连杆以及交叉连杆组成，所述装药空腔中浇注有粘结剂与粉状炸药的混合物以实现固化。

一种模块化爆炸焊接炸药装药单元的模块化装药拼铺方法，选用理化属性与炸药爆轰波传播特性相匹配的结构材料，制成系列长、宽、高几何尺寸呈模块化的炸药装药单元，将粘结剂与粉状炸药进行混合并浇铸于装药空腔中，以实现装药固化，形成模块化装药，即每一个网格式装药单元形成一个装药模块，在爆炸焊接金属复合材料制备时通过拼铺操作满足工艺设计装药要求。

所述网格式装药单元的水平面长、宽尺寸由包装规格确定，实际装药时，复合板平面除整块铺设外，根据需要对网格式装药单元水平面长、宽尺寸进行切割，以满足爆炸焊接金属板长、宽尺寸对装药的需求。

所述网格式装药单元装药高度尺寸拟定为5mm、10mm、20mm、50mm，实际生产过程中通过对四个高度尺寸的模块化装药搭配组合后拼铺，即可实现精度满足于任意爆炸焊接工艺设计装药厚度。

本发明的有益效果：

1.将爆炸焊接炸药浇铸于装药单元内，因而将当前野外现场装药操作改进为生产线装药，减少了人工装药操作程序，提高了爆炸焊接作业安全性。

2.装药操作由当前人工现场铺设、刮平工艺改进为车间机械化生产作业，提高了装药厚度一致性与密度均匀性。

3.爆炸焊接生产过程中，操作人员只需将本发明开发的系列几何尺寸模块化的装药单元通过拼铺组合，即可实现爆炸焊接工艺设计装药，具有操作便捷，作业效率高，装药一致性优的特点。

4.本发明开发的系列模块化爆炸焊接装药单元，可形成系列产品，便于包装、运输。

5.通过拼铺组合可满足几何尺寸各异爆炸焊接金属板的装药设计要求，适于形成量化产品推广应用于爆炸焊接产业。

6.较之于中国专利ZL 201310282589.4 公开的一种爆炸复合专用结构炸药而言，本发明专利开发的模块化装药单元，考虑了装药空腔壁面对炸药爆轰波传播的阻隔影响，将高度维度上的空腔壁面改进为镂空连通状，使各装药空腔内的炸药相互连通，更有利于爆轰波的传播，从而有利于保障爆炸焊接金属复合界面质量稳定性；在具体爆炸焊接生产时，通过对模块化装药单元的拼铺实现工艺设计装药要求，具有更广泛的适用性。

附图说明

图1为本发明模块化爆炸焊接炸药装药单元的结构示意图；

图2、图3、图4、图5分别示出了本发明系列模块化爆炸焊接炸药装药单元的规格示意图；

图6示出了本发明模块化装药拼铺方法示意图；

图7、图8分别示出了本发明双层和多层模块化装药拼铺方法示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，

本发明公开了一种模块化爆炸焊接炸药装药单元，包括由壁面2和底面3组成的呈立方体状的网格式装药单元1，所述网格式装药单元1的内腔被分隔成呈行列状的多个装药空腔5，所述网格式装药单元的内腔各网格之间被镂空状壁面4进行分隔为彼此连通的结构，，便于浇铸于其中的炸药连接成整体，以使爆轰波自然传播。

进一步的，所述镂空状壁面4由纵向连杆401、横向连杆402以及交叉连杆403组成，所述装药空腔5中浇注有粘结剂与粉状炸药的混合物以实现固化为一体式结构，以使装药在搬动、运输过程中保持设计的几何结构和物理属性，从而维持装药所设计的爆轰特性。

同时，本发明还公开了所述的模块化爆炸焊接炸药装药单元的模块化装药拼铺方法，选用理化属性与炸药爆轰波传播特性相匹配的结构材料，制成系列长、宽、高几何尺寸呈模块化的炸药装药单元，将粘结剂与粉状炸药进行混合并浇铸于装药空腔5中，以实现装药固化，形成模块化装药，即每一个网格式装药单元1形成一个装药模块，在爆炸焊接金属复合材料制备时通过拼铺操作满足工艺设计装药要求。

网格式装药单元1的水平面长、宽尺寸由包装规格确定，实际装药时，复合板平面除整块铺设外，根据需要对网格式装药单元水平面长、宽尺寸进行切割，以满足爆炸焊接金属板长、宽尺寸对装药的需求。

所述网格式装药单元1装药高度尺寸拟定为5mm、10mm、20mm、50mm，实际生产过程中通过对四个高度尺寸的模块化装药搭配组合后拼铺，即可实现精度满足于任意爆炸焊接工艺设计装药厚度。

图2、图3、图4、图5所示模块化装药拼铺方法体现在装药单元长、宽、高维度几何尺寸系列化，具体长、宽尺寸根据产品包装规格确定，而高度维度规格建议拟定为5mm、10mm、20mm、50mm系列，包括但不限于以上系列尺寸。

图6所示的模块化装药拼铺方法，通过模块化装药长、宽维度尺寸的组合在复板表面上的拼铺，使得复板表面实现装药全覆盖；更进一步，可通过对模块化装药长、宽维度尺寸的切割实现非整块装药需求，也即装药面积拼铺方案类似于铺地板工艺，使得模块化装药能满足任意面积复合板装药设计。图6中标注为虚线部分为多块模块化装药组合，其边侧示出了对模块化装药长度、宽度进行切割后的拼铺方案。

图7、图8所示的模块化装药拼铺方法，当爆炸焊接工艺设计装药厚度不等于模块化装药产品高度时，选用多个模块化产品，对其装药高度尺寸实施搭配组合的拼铺工艺，类似于建筑行业彻砖模式，实现爆炸焊接工艺装药厚度需求。图7示出了双层模块化装药高度拼铺方案，图8中标注为虚线部分为多块模块化装药高度拼铺方案。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种模块化爆炸焊接炸药装药单元，包括由壁面（2）和底面（3）组成的呈立方体状的网格式装药单元（1），其特征在于：所述网格式装药单元（1）的内腔被分隔成呈行列状的多个装药空腔（5），所述网格式装药单元的内腔各网格之间被镂空状壁面（4）进行分隔为彼此连通的结构。

2.根据权利要求1所述的模块化爆炸焊接炸药装药单元，其特征在于：所述镂空状壁面（4）由纵向连杆（401）、横向连杆（402）以及交叉连杆（403）组成，所述装药空腔（5）中浇注有粘结剂与粉状炸药的混合物以实现固化。

3.根据权利要求1或权利要求2所述的模块化爆炸焊接炸药装药单元的模块化装药拼铺方法，其特征在于：选用理化属性与炸药爆轰波传播特性相匹配的结构材料，制成系列长、宽、高几何尺寸呈模块化的炸药装药单元，将粘结剂与粉状炸药进行混合并浇铸于装药空腔（5）中，以实现装药固化，形成模块化装药，即每一个网格式装药单元（1）形成一个装药模块，在爆炸焊接金属复合材料制备时通过拼铺操作满足工艺设计装药要求。

4.根据权利要求3所述的模块化装药拼铺方法，其特征在于：网格式装药单元（1）的水平面长、宽尺寸由包装规格确定，实际装药时，复合板平面除整块铺设外，根据需要对网格式装药单元水平面长、宽尺寸进行切割，以满足爆炸焊接金属板长、宽尺寸对装药的需求。

5.根据权利要求4所述的模块化装药拼铺方法，其特征在于：所述网格式装药单元（1）装药高度尺寸为5mm、10mm、20mm、50mm，实际生产过程中通过对四个高度尺寸的模块化装药搭配组合后拼铺，即可实现精度满足于任意爆炸焊接工艺设计装药厚度。

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