CN109732191A - 复合板分段布药爆炸方法 - Google Patents

Abstract

本案涉及一种复合板分段布药爆炸方法，包括表面抛光处理、炮台安装、设置纸板、分段布药、安装起爆雷管、起爆焊接和后处理工艺步骤，本发明操作简便，经济实用，生产效率高且安装简单，生产出来的爆炸复合产品质量稳定、复合板边缘结合情况良好。

Description

复合板分段布药爆炸方法

技术领域

本发明属于爆炸复合技术领域，具体涉及一种复合板分段布药爆炸方法。

背景技术

金属板爆炸复合技术是利用炸药瞬间产生的巨大能量将两种或多种相似或不相似的材料瞬间复合在一起的一种复合材料加工技术。

边界效应是金属爆炸焊接中普遍存在的问题，边界效应的存在，大大降低了金属爆炸复合板结合面的结合强度和复合率。在以往爆炸焊接金属复合板的工艺中,常采用传统的均匀布药方式,所得爆炸焊接复合板的界面结合波,沿着爆轰方向由小波状到大波状,且当到达稳定爆轰后,界面波波形仍在缓慢增大。其结果会造成部分结合强度不高、边缘不结合或复板撕裂。尤其是采用中心起爆方式焊接的复合板，在距中心起爆点1800mm-2200mm的位置经常发生不结合或者复板撕裂现象，长度在10-30mm；在板材两端也会出现类似现象，此现象叫做边界效应。

为了消除或减少边界效应的影响，可以适当延展复板边界，使其比基板宽出几毫米到几十毫米，同时加大布药宽度，减少炸药边界稀疏波对复板碰撞速度的影响，将稀疏波作用影响引出复合面积之外，在复板与基板爆炸复合后，将复板延展部分剪除，可有效解决因复板边界稀疏波引起的边界效应；但是，爆炸复合的复板材料往往是贵金属，这种办法成本高，浪费大；

在实际生产中，在复版延展尺寸不合格情况下，可采取在复板周边固定镀锌钢板等增加飞边的方法来延伸装药长度，消除或减少边界效应对复合板焊接质量的影响，飞边的宽度一般为20—40mm，采用增加飞边方法消除装药边界效应效果良好，但操作相对复杂。

另外，目前的爆炸复合技术还存在爆炸复合结合率低、产品质量不稳定的问题，尤其是在复合板边缘处的复合情况不理想，复合板边缘结合强度小于复合板中心处的结合强度，这会导致复合板的经济和实用价值降低。

有鉴于此，有必要提出一种保证爆炸复合产品质量稳定、操作方便、经济实用且复合板边缘结合情况良好的复合板分段布药爆炸方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种安装简单、成本低、方便固定的爆炸复合板飞边设置方法。

本发明的另一个目的是提供一种爆炸复合产品质量稳定、操作方便、经济实用且复合板边缘结合情况良好的复合板分段布药爆炸方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种复合板分段布药爆炸方法，包括以下步骤：

S1.表面抛光处理：分别对基板和复板进行表面抛光处理；有夹层金属板的，对夹层金属板两面进行抛光处理；

S2.安装：将经过表面处理的基板和复板安装在炮台上；

S3.设置纸板：将纸板铺设于复板上，所述纸板为一直角板，包括第一直角边和第二直角边, 还包括一端与第一直角边相连的飞边，所述飞边的另一端设有挡板，所述飞边斜向下设置，与水平方向的夹角为5°-15°；铺设纸板时，将第二直角边紧贴复板和基板侧边，同时使第一直角边紧贴复板上边缘；

S4.布药：沿复板的对角线布设区域宽度为对角线长度的1/5-1/20的金属爆炸复合板专用高爆速炸药，其余区域布设金属爆炸复合板专用低爆速炸药；所述飞边的布药厚度与其他区域相同或略少于其他区域布药厚度；在飞边上布药时应与飞边的倾斜角度相适应；

S5.安装起爆雷管：在所述复板中心安装起爆雷管；

S6.起爆焊接；

S7.后处理：包括校平、打磨及热处理成复合板材。

优选的是，所述布药厚度为25mm -50mm。

优选的是，所述高爆速炸药布设面积不超过炸药布设总面积的40％。

优选的是，所述纸板的第一直角边、飞边、挡板一体成型，由一块纸片弯折而成，所述第二直角边与第一直角边粘接固定。

优选的是，所述第二直角边近复合板一面设有胶条，用于与复合板侧边粘接固定。

优选的是，所述纸板厚度不超过2mm。

优选的是，所述飞边宽度不超过10mm。

优选的是，所述挡板高度大于布药厚度。

优选的是，所述基板和复板为矩形或圆形，当基板和复板为圆形时，所述对角线为两相互垂直的径线。

本发明的复合板分段布药爆炸方法，至少具有以下优点：

1. 提供了一种可以用来作为飞边的纸板及其设置方法，纸板结构简单，安装方便、制造成本低、易于获得，且爆炸复合后易于清除。

2.飞边倾斜设置，可以大幅缩减为了消除边界效应所必须的飞边宽度，节省了炸药用量，且提高了复合板边缘的结合质量。

3.高爆速炸药沿对角线设置，低爆速炸药覆盖其余区域，经过大量实践证明，这种分段布药的方法可以提高产品质量稳定性，有效降低边际效应；配合本发明的飞边设置方法，具有很好的消除边界效应、提高爆炸复合结合率低和爆炸复合板品质。

4. 由于较好的消除或减少了边际效应，爆炸复合后对产品的校平、打磨等工艺相对会变得简单，减少了工人的劳动强度。

5. 纸板通过胶条可容易的粘贴固定在基板或复板边缘，无需增设木板等支撑物来固定纸板，可以提高纸板的布设速度和布药速度，提高了生产效率。

附图说明

图1为一种爆炸复合板的纸板设置结构示意图。

图2为一种复合板分段布药爆炸方法的分段布药示意图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

如图1-2所示，一种复合板分段布药爆炸方法，包括以下步骤：

S1.表面抛光处理：分别对基板1和复板2进行表面抛光处理；有夹层金属板的，对夹层金属板两面进行抛光处理；

S2.安装：将经过表面处理的基板1和复板2安装在炮台上；

S3.设置纸板：将纸板3铺设于复板2上，所述纸板为一直角板，包括第一直角边301和第二直角边302, 还包括一端与第一直角边301相连的飞边303，所述飞边的另一端设有挡板304，所述飞边303斜向下设置，与水平方向的夹角为5°-15°；铺设纸板时，将第二直角边302紧贴复板2和基板1侧边，同时使第一直角边301紧贴复板2上边缘；飞边303倾斜设置，该处的炸药爆炸时，产生的倾斜爆炸效果可抵消边缘部分大波状的结合波，消除或减少边际效应的产生，同时飞边上的炸药爆炸时产生的冲击波部分斜向力作用于复合板边缘，有助于基板和复板边缘处结合律的提高。值得说明的是，飞边水平方向的夹角以5°-15°为宜，本实施例优选8°，若夹角过小，则难以起到较好的消除边际效应的目的，夹角过大，则爆炸时有可能引起复合板边缘出现形变或扭曲，给后续处理造成不必要的麻烦。

S4.布药：沿复板2的对角线布设区域宽度为对角线长度的1/5-1/20的金属爆炸复合板专用高爆速炸药A，其余区域布设金属爆炸复合板专用低爆速炸药B；所述飞边303的布药厚度与其他区域相同或略少于其他区域布药厚度；在飞边上布药时应与飞边的倾斜角度相适应；力学性能测试和检验表明,大波状结合界面中由于存在空洞、间隙等大量微观缺陷,致使复合板的结合质量有所下降,而微小波状结合界面具有较高的结合强度,是最佳的结合界面。在爆炸焊接过程中，炸药的爆速在一定装药范围内随着厚度的增加而增加，而爆速的大小决定了复板的运动速度，以及复板和基板的高速碰撞而引起的基板、复板表面的压力大小的分布。沿对角线分布的金属爆炸复合板专用高爆速炸药，首先能在爆炸复合时保证爆炸复合板对角线方向的爆炸结合度，同时，还可以在一定程度上减小或延迟结合波由小波状向大波状的过渡，有利于减小边际效应。本实施例中，所述低爆速炸药爆速为1800m/s-2000m/s，所述高爆速炸药爆速为2200m/s-2400m/s。

S5.安装起爆雷管：在所述复板中心安装起爆雷管4；

S6.起爆焊接；

S7.后处理：包括校平、打磨及热处理成复合板材。

所述布药厚度为25mm -50mm，本实施例优选30mm。布药厚度、金属爆炸复合板专用高爆速炸药的布药宽度应根据基板、复板的不同材质、形状、厚度来在实际生产中具体确定。

所述高爆速炸药布设面积不超过炸药布设总面积的40％。在能起到减小边界效应效果的前提下，限制高爆速炸药的布设面积，有利于减少成本，且不降低产品质量。

所述纸板的第一直角边301、飞边303、挡板304一体成型，由一块纸片弯折而成，所述第二直角边302与第一直角301边粘接固定。纸片在弯折后应经过定型处理，具备一定的抗弯折强度，在布药后，由于炸药重力引起的飞边与水平方向的夹角的形变量不能超过10%。

所述第二直角边近复合板一面设有胶条5，用于与复合板侧边粘接固定。纸板的固定方式有多种，常规方法可以在纸板周围加设边框或木架来固定纸板，本发明方法通过将第二直角边近复合板一面粘贴于复合板侧面，从而起到对纸板其他部位的限位和固定；胶条粘贴于复合板侧面，不会影响到正面爆炸复合效果。

所述纸板厚度不超过2mm，本实施例为1.5mm。纸板厚度过低，支撑强度不够；纸板厚度过高，有可能会降低复合板边缘的爆炸复合效果。

所述飞边宽度不超过10mm，本实施例为10mm。常规水平设置的飞边宽度为了达到消除边际效应的效果，有时宽度可达数十毫米，布药需更长时间，且需耗费更多炸药，本发明的飞边倾斜设置，无需飞边过长，即可达到效果。

所述挡板高度大于布药厚度。

所述基板和复板为矩形或圆形，当基板和复板为圆形时，所述对角线为两相互垂直的径线。

实施例2

以钛板与碳钢板的爆炸焊接实验为例，复板用TA2纯钛板2×1800×4200mm；基板用Q345R碳钢板16×1800×4200mm；在实施例1方法的基础上，增加对比例1、2和3，对比例1、2和3与实施例1相似，其区别之处在于，对比例1不设飞边、布药不分段，全部为金属爆炸复合板专用高爆速炸药；对比例2的复合板边缘有水平设置的10mm飞边；对比例3中复合板上的布药不分段，全部为金属爆炸复合板专用高爆速炸药。

实施例1和对比例1、2和3各有10组钛板与碳钢板进行爆炸复合试验，之后统计各组爆炸复合板情况，其结果如下：

由试验结果可知:通过改变布药方式和飞边的倾斜设置,对改变复合板的整体结合强度、解决爆炸焊接中的复板撕裂等问题十分有利,还可以用较短的飞边宽度达到较好爆炸复合效果，在一定程度上优化了焊接工艺，具有较好的实用性。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。

Claims (9)

1.一种复合板分段布药爆炸方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.表面抛光处理：分别对基板和复板进行表面抛光处理；有夹层金属板的，对夹层金属板两面进行抛光处理；

S2.安装：将经过表面处理的基板和复板安装在炮台上；

S3.设置纸板：将纸板铺设于复板上，所述纸板为一直角板，包括第一直角边和第二直角边, 还包括一端与第一直角边相连的飞边，所述飞边的另一端设有挡板，所述飞边斜向下设置，与水平方向的夹角为5°-15°；铺设纸板时，将第二直角边紧贴复板和基板侧边，同时使第一直角边紧贴复板上边缘；

S4.布药：沿复板的对角线布设区域宽度为对角线长度的1/5-1/20的金属爆炸复合板专用高爆速炸药，其余区域布设金属爆炸复合板专用低爆速炸药；所述飞边的布药厚度与其他区域相同或略少于其他区域布药厚度；在飞边上布药时应与飞边的倾斜角度相适应；

S5.安装起爆雷管：在所述复板中心安装起爆雷管；

S6.起爆焊接；

S7.后处理：包括校平、打磨及热处理成复合板材。

2.如权利要求1所述的复合板分段布药爆炸方法，其特征在于，所述布药厚度为25mm -50mm。

3.如权利要求2所述的复合板分段布药爆炸方法，其特征在于，所述高爆速炸药布设面积不超过炸药布设总面积的40％。

4.如权利要求3所述的复合板分段布药爆炸方法，其特征在于，所述纸板的第一直角边、飞边、挡板一体成型，由一块纸片弯折而成，所述第二直角边与第一直角边粘接固定。

5.如权利要求4所述的复合板分段布药爆炸方法，其特征在于，所述第二直角边近复合板一面设有胶条，用于与复合板侧边粘接固定。

6.如权利要求5所述的复合板分段布药爆炸方法，其特征在于，所述纸板厚度不超过2mm。

7.如权利要求6所述的复合板分段布药爆炸方法，其特征在于，所述飞边宽度不超过10mm。

8.如权利要求7所述的复合板分段布药爆炸方法，其特征在于，所述挡板高度大于布药厚度。

9.如权利要求8所述的复合板分段布药爆炸方法，其特征在于，所述基板和复板为矩形或圆形，当基板和复板为圆形时，所述对角线为两相互垂直的径线。