CN113211799A - 一种基于水压的高效爆炸复合管棒制备方法 - Google Patents

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胡昱
黄少敏
艾九英
祁俊翔
李亮
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Abstract

本发明提供了一种基于水压的高效爆炸复合管棒制备方法，包括：将待复合板棒材1、待复合管材2、小pvc管1、大pvc管2、待复合管材3、待复合管材4由内至外同轴设置，在pvc管间布设炸药和雷管构成爆炸装置；于待复合管材2、爆炸装置、待复合管材3之间注满水，构建水环境；引爆爆炸装置将待复合材料焊接结合，得到一组爆炸复合管和一组爆炸复合棒。本发明通过水环境传递炸药爆炸产生的高压以实现待复合材料的焊接，相较于传统复合技术，不仅可以实现薄壁管材复合加工，还有效避免了炸药爆炸产生的高温对待复合管材表面的烧蚀损伤。且水环境的加入使得待复合材料的尺寸能够自由调整，可操作性较高，炸药的能量利用率也得到了进一步的提升。

Description

一种基于水压的高效爆炸复合管棒制备方法
技术领域
本发明属于爆炸焊接领域，涉及一种基于水压的高效爆炸复合管棒制备方法。
背景技术
多金属复合材料是由两种或多种不同金属制成的复合材料，其具有较高的机械性能，优异的耐腐蚀性和低密度等特点。事实上，单一金属材料无法满足工业生产对于多金属特性的需求，因此多金属复合材料的使用在工业中占据了不可替代的部分。诸如多金属复合棒与多金属复合管，其在汽车制造、航空航天和其他需要经济能耗和环境友好性的行业中均具有重要的价值应用。
爆炸焊接是制备多金属复合材料的有效方法之一，其通过炸药爆炸所产生的冲击力加速复层材料，使复层材料在短时间内与基层材料高速碰撞产生高温高压进而使待复合材料冶金结合。通过爆炸焊接可以将绝大部分金属材料在极短时间内牢固焊接，制造出用途广泛的双金属乃至多金属复合材料。
爆炸焊接作为当前复合金属材料的常用方法，具有其他复合技术无法比拟的优点，如焊接速度极快，可焊接金属类型广泛等。然而其仍有数种不足之处亟待解决：传统爆炸焊接在生产过程中伴随严重的噪声与粉尘污染，且炸药爆炸产生的高温往往会对复合材料的表面造成烧蚀破坏，影响产品质量；在生产过程中待复合管材与棒材的尺寸无法根据实际情况及时调整，可操作性较低；一次起爆只能生产一组复合材料，造成炸药能量利用率偏低。
发明内容
本发明提供了一种基于水压的高效爆炸复合管棒制备方法，旨在通过充分利用不可压缩的水环境以达到降低复合材料烧蚀损伤、提高炸药能量利用率等目的。
本发明所采用的技术方案是一种基于水压的高效爆炸复合管棒制备方法，其内容步骤包括以下方面：
1)由内至外将待复合棒材1、待复合管材2、小半径pvc管3-1、大半径pvc管3-2、待复合管材4、待复合管材5按顺序同轴设置；
2)在小半径pcv管与大半径pvc管之间填充雷管与炸药制成环形药柱，构成待焊接材料的爆炸装置3；在待复合管材2、爆炸装置、待复合管材4之间注满水，构建水环境6；
3)将爆炸装置引爆，利用水压传递炸药爆炸产生的高压以牢固焊接待复合材料，得到第一爆炸复合棒和第二爆炸复合管。
传统爆炸焊接方法多将炸药与待复合材料直接贴合接触，本发明于爆炸装置和待复合管材之间填充了不可压缩的水环境，不但避免了炸药与管壁直接接触所引起的复合管材表面烧蚀，还能够减少伴随爆炸焊接产生成的粉尘与噪声污染。在实际生产过程中，通过调节这种水环境的厚度能够间接实现待复合管材的尺寸变更，操作方便快捷，可操作性较高。与传统爆炸复合管的生产技术相比，本发明操作通俗易懂、制备方法简单且成本较低，一次焊接能够同时生产两根爆炸复合管和爆炸复合棒，炸药的能量利用率较高。
附图说明
图1为本发明的二维结构设计图，包括待复合棒材、待复合管材、爆炸装置和水环境的设置；
图2为本发明的三维结构设计图
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
结合附图给出，一种低能高效爆炸复合管的制备方法，包括以下步骤：
1)由内至外将待复合棒材1、待复合管材2、小半径pvc管3-1、大半径pvc管3-2、待复合管材4、待复合管材5按顺序同轴设置；
2)在小半径pcv管3-1与大半径pvc管3-2之间填充雷管与炸药制成爆炸装置3；在待复合管材2、爆炸装置、待复合管材4之间注满水，构建一种不可压缩的水环境6；
3)将爆炸装置引爆，利用水压传递炸药爆炸产生的高压以牢固焊接待复合材料，得到第一爆炸复合棒和第二爆炸复合管。
与现有金属材料复合技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明提出一种以不可压缩水环境传递炸药爆炸产生的高压的焊接方法，充分降低了复合材料在生产中因高温产生烧蚀损伤的风险，同时能够对传统爆炸焊接难以处理的薄壁管材进行高质量加工。
2)本发明有效提高了炸药的能量利用率，传统方法生产一组复合管材所消耗的炸药利用本发明可制备两组高质量爆炸复合管棒，大大降低生产成本。
3)本发明可通过改变水环境的尺寸来间接调整待复合管材的尺寸，操作方便快捷，与传统制备爆炸复合管技术相比可操作性更高。

Claims (6)

1.一种基于水压的高效爆炸复合管棒制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)由内至外将待复合棒材1、待复合管材2、小半径pvc管3-1、大半径pvc管3-2、待复合管材4、待复合管材5按顺序同轴设置；
2)在小半径pcv管与大半径pvc管之间填充雷管与炸药制成环形药柱，构成待焊接材料的爆炸装置3；在待复合管材2、爆炸装置、待复合管材4之间注满水，构建水环境；
3)将爆炸装置引爆，利用水压传递炸药爆炸产生的高压以牢固焊接待复合材料，得到第一爆炸复合棒和第二爆炸复合管。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述待复合棒材1截面直径为2～8cm；所述待复合管材2壁厚为0.2～7mm；所述待复合管材3壁厚为0.2～7mm；所述待复合管材4壁厚为6～21mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述爆炸装置3与所述待复合管材2、待复合管材4之间存在水环境6；所述待复合棒材1与所述待复合管材2、所述待复合管材4与所述待复合棒材5之间设置有空气间隙。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述水环境厚度可依据待复合管材的尺寸任意设置。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述空气间隙厚度为待复合管材的0.5～1.4倍。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述爆炸装置壁厚为4～20mm；所述爆炸装置由小半径pvc管、大半径pvc管、爆炸复合用炸药、电雷管构成。
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