CN113560709A - 一种局部真空环境的爆炸复合棒制备方法 - Google Patents

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缪广红
胡昱
汪泉
杨礼澳
艾九英
祁俊翔
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    • B23K20/00—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating
    • B23K20/06—Non-electric welding by applying impact or other pressure, with or without the application of heat, e.g. cladding or plating by means of high energy impulses, e.g. magnetic energy
    • B23K20/08—Explosive welding
    • B23K20/085—Explosive welding for tubes, e.g. plugging

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Abstract

本发明提供了一种局部真空环境的爆炸复合棒制备方法，包括：由内至外将待复合棒材、待复合管材、pvc管同轴设置，在pvc管和待复合管材之间填充炸药与雷管，构成待焊接材料的爆炸装置；合理利用密封条将待复合棒材与待复合管材之间的间隙两端密封并抽真空，构成真空间隙环境；引爆爆炸装置，利用炸药爆炸产生的高压将待复合管材与待复合棒材焊接结合，得到高质量爆炸复合棒。相较于传统爆炸爆炸复合棒制备方法，本发明所提供的局部真空环境的爆炸复合棒制备方法炸药爆速的选择更为自由，可操作性更高；在显著增加了爆炸复合棒的结合强度的同时，有效杜绝了传统制备方法中无法避免的复合棒结合界面因间隙空气排出不及时而出现大面积熔化的现象。

Description

一种局部真空环境的爆炸复合棒制备方法
技术领域
本发明属于爆炸焊接领域，涉及一种局部真空环境的爆炸复合棒制备方法。
背景技术
双金属复合棒是一种常用的优质复合材料，常被应用于石油化工、精密机械、航空航天等领域。这是由于双金属复合棒不但拥有耐腐蚀性强、强度高、可塑性好等多种不同优点，还能够确保原金属材料的物理与化学性质不变。
爆炸焊接是指将数种相同或不同的金属利用炸药爆炸产生的高压进行冶金结合，属于一种固态焊接工艺。其特点是能够制造出相当多种用途广泛的双金属乃至多金属复合材料，且与传统复合方法相比生产成本更低，焊接产品质量更高，因此在复合材料制造行业中得到了大规模应用。
爆炸焊接作为一种被广泛应用的金属材料复合方法，其具有热轧、冷焊等传统金属材料复合方法所不具有的优点，因此使用爆炸焊接制备多金属复合棒是不可多得的优质选择。但爆炸焊接并非完美无缺的复合方法，在传统爆炸焊接中基本不会处理待复合材料间隙内的空气，并忽视其对焊接质量的影响。事实上，如果在爆炸焊接过程中间隙内的空气层未完全被排出，不仅会降低焊接材料的结合质量，使结合界面出现大面积融化，更有可能使基层与复层材料完全无法结合。
发明内容
本发明提供了一种局部真空环境的爆炸复合棒制备方法，目的在于消除间隙内空气影响爆炸焊接生产复合棒材质量的问题。其显著增加了爆炸复合棒结合界面的强度，不仅有效杜绝了传统爆炸焊接方法中无法避免的待复合管材与棒材结合界面因间隙内空气排出不及时而出现的大面积熔化现象，而且避免了因未排净空气而使基层与复层材料完全无法结合的问题。
本发明所采用的技术方案是一种局部真空环境的爆炸复合棒制备方法，其内容步骤包括以下方面：
1)由内至外将待复合棒材、待复合管材、pvc管同轴设置，在pvc管和待复合管材之间填充炸药与雷管，构成待焊接材料的爆炸装置；
2)合理利用密封条将待复合棒材与待复合管材之间的间隙两端密封并抽真空，构成真空间隙环境；
3)引爆爆炸装置，利用炸药爆炸产生的高压将待复合管材与待复合棒材焊接结合，得到高质量爆炸复合棒。
传统爆炸焊接中基本不会处理待复合材料间隙内的空气，并常常忽视其对焊接质量的影响。这使得起爆过程中结合界面上不仅可能出现因未排净的空气被绝热压缩而引起的大面积熔化，严重影响爆炸复合棒的结合质量，更有可能导致基层与复层材料完全无法结合。本发明给出了一种将待复合棒材与管材的间隙设置为真空环境的方法，合理利用密封条将待复合棒材与待复合管材之间的间隙两端密封并抽真空，有效排净了间隙之间的空气，避免了生产过程中因空气层未被排净而引起的复合棒材局部缺陷问题。本发明操作简单，成本低廉且制备方法通俗易懂。另外，传统爆炸焊接中解决间隙排气问题的方法通常为尽可能的降低炸药爆速，而本发明中对炸药爆速的选择更加自由，大大增加了可操作性。
附图说明
图1为本发明的二维结构图，包括待复合棒材、待复合管材、爆炸装置和真空环境的设置；
图2为本发明的三维结构图
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，一种局部真空环境的爆炸复合棒制备方法，包括以下步骤：
1)由内至外将待复合棒材1、待复合管材2、pvc管3-1同轴设置，于pvc管3-1和待复合管材2之间填充炸药与雷管，构成待焊接管材的爆炸装置3；
2)利用密封条将待复合棒材1与待复合管材2之间的间隙两端密封并抽真空，构成真空间隙环境4；
3)引爆爆炸装置3，利用炸药爆炸产生的高压将待复合管材与待复合棒材焊接结合，得到高质量爆炸复合棒。
与传统技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明所提出的真空环境间隙有效解决了传统爆炸焊接中间隙气体无法完全排出的问题，不仅有效增强了双金属爆炸复合棒的结合强度，还避免了因间隙中未完全排出的空气绝热压缩而引起的待复合棒材与管材结合面的局部熔化现象。
2)本发明所制备的爆炸复合棒成品结合质量高，复合程度较好。且操作简单，成本低廉，制备方法通俗易懂。
3)本发明将待复合棒材与管材之间的间隙设置为真空环境，与传统制备爆炸复合棒技术相比，炸药的爆速选取更加自由，不仅仅局限于选用尽可能低的爆速，可操作性得到有效提升。

Claims (5)

1.一种局部真空环境的爆炸复合棒制备方法，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、pvc管3-1同轴设置，于pvc管3-1和待复合管材2之间填充炸药与雷管，构成待焊接管材的爆炸装置3；
2)利用密封条将待复合棒材1与待复合管材2之间的间隙两端密封并抽真空，构成真空间隙环境4；
3)引爆爆炸装置3，利用炸药爆炸产生的高压将待复合管材与待复合棒材焊接结合，得到高质量爆炸复合棒。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述爆炸装置由爆炸复合用炸药、雷管、pvc管构成；所述爆炸装置壁厚为4～28mm。
3.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与所述待复合管材2之间的间隙两端由密封条密封并抽真空，构成真空间隙环境4。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述真空间隙环境厚度为待复合管材2厚度的0.5～1.4倍。
5.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2.5～9cm；所述待复合管材2壁厚为2～10mm。
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