CN113560710A - 局部真空环境下基于水压制备爆炸复合棒的方法 - Google Patents

局部真空环境下基于水压制备爆炸复合棒的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种局部真空环境下基于水压制备爆炸复合棒的方法，包括：由内至外将待复合棒材、待复合管材、小尺寸pvc管、大尺寸pvc管同轴设置；使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，构建真空间隙环境；于小尺寸pvc管和大尺寸pvc管之间填充炸药与雷管，构成爆炸装置；于待复合管材和爆炸装置之间注满水，构建水环境；起爆爆炸装置使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。本发明所提供的局部真空环境下基于水压制备爆炸复合棒的方法，有效解决了传统方法无法高质量加工薄壁材料的困难；不仅杜绝了因间隙未排净的空气层导致的复合材料结合界面大面积熔化现象，也使得待复合材料的尺寸选择更为自由。

Description

局部真空环境下基于水压制备爆炸复合棒的方法
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下基于水压制备爆炸复合棒的方法。
背景技术
爆炸焊接的工作原理是利用炸药爆炸产生的冲击力加速复层材料，使复层材料与基层材料高温高速碰撞进而达到金属材料的冶金结合。爆炸焊接最大的特点是能将绝大部分金属材料在极短时间内牢固的焊接复合，制造出用途广泛的双金属复合材料，其属于一种能够制备多金属复合材料的先进制造工艺。
双金属复合材料完美地融合了不同金属的化学与机械优势，而双金属复合棒同时集可塑性强、强度高、耐腐蚀等不同材料的优点于一身，因此其作为优质工业材料其被广泛应用于航空航天、石油运输、城市建筑等行业。爆炸焊接作为一种常用的固态焊接工艺，其特点是生产成本相对较低，且能够制造出相当多种双金属乃至多金属复合材料，被大规模应用于双金属复合棒的制备行业中。
尽管爆炸焊接具有热轧、冷焊等其他金属加工方法所不具有的优点，但爆炸焊接也并非全能，其尚有部分不足之处亟待解决：传统爆炸焊接在生产过程中无法自由调节待复合管材的尺寸，可操作性较低，且难以对薄壁管材进行焊接加工。而且传统爆炸焊接中多将炸药与待复合管材直接贴合，这导致炸药爆炸产生的高温常会对复合材料的表面造成烧蚀破坏，影响产品质量，并且带来严重的粉尘与噪音等次生污染。
另外，在传统爆炸焊接中复层与基层材料间隙内的空气层较难被及时、完全的排出，这种情况轻则使待焊接材料的结合质量降低，重则导致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下基于水压制备爆炸复合棒的方法，目的在于消除间隙内难以排净的空气层对爆炸焊接生产复合棒的负面影响，同时解决生产过程中炸药与待复合管材直接接触所引起的复合棒表面烧蚀损伤。该方法不仅杜绝了因间隙内空气层无法及时排出而引起的材料结合界面大面积熔化的现象，还有效提高了生产过程中的可操作性，爆炸复合棒成品的质量得到了显著增强。
本发明所采用的技术方案是一种局部真空环境下基于水压制备爆炸复合棒的方法，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、小尺寸pvc管、大尺寸pvc管同轴设置；
2)使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，构建真空间隙环境；
3)于小尺寸pvc管和大尺寸pvc管之间填充炸药与雷管，构成爆炸装置；
4)于待复合管材和爆炸装置之间注满水，构建水环境；
5)起爆爆炸装置使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。
传统制备爆炸复合棒基本不处理复合材料间隙的空气层，这不仅使焊接过程中待复合材料的结合界面上可能出现大面积熔化，降低爆炸复合棒的结合强度，更有几率导致待复合材料之间完全无法成功复合。并且传统制备中多采用炸药与待复合材料直接贴合的布药方法，这极有可能使生产出的爆炸复合棒表面受到灼烧损伤，严重影响产品质量。旨在解决以上生产难点，本发明提供了一种局部真空环境下基于水压制备爆炸复合棒的方法，不仅使用了密封条将待复合棒材与待复合管材之间的间隙两端密封后抽真空，有效避免了因间隙内空气层未被排净而引起的材料结合面熔化问题；而且在待复合管材与爆炸装置之间加装了不可压缩的水环境，避免了炸药与管壁直接接触所引起的材料表面烧蚀损伤。本发明对炸药爆速的选择较为自由，不仅限于选用低爆速炸药；在实际生产过程中，通过调节水环境的厚度可以轻松实现待复合管材的尺寸变更，与传统制备方法相比可操作性更高。
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、水环境和真空环境的设置；
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，一种局部真空环境下基于水压制备爆炸复合棒的方法，包括以下步骤：
1)由内至外将待复合棒材1、待复合管材2、小尺寸pvc管3-1、大尺寸pvc管3-2同轴设置；
2)使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，构建真空间隙环境4；
3)于pvc管3-1和pvc管3-2之间填充炸药与雷管，构成爆炸装置3；
4)于待复合管材2和爆炸装置之间注满水，构建水环境5；
5)起爆爆炸装置使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)本发明将不可压缩的水环境填充于管材外壁与爆炸装置之间，不但降低了生产过程中待复合材料因受炸药爆炸影响产生表面烧蚀损伤的风险，而且能够对薄壁管材进行高质量加工处理。
2)本发明操作方便快捷，通过改变水环境厚度来间接实现对待复合材料尺寸的调整，与传统方法相比可操作性更高。
3)本发明将待复合棒材与管材之间的间隙设置成真空环境，有效消除了间隙空气层在材料复合过程中的负面影响，因此并不局限于选用爆速尽可能低的炸药，可选择性更高。
4)本发明所引入的真空环境间隙有效解决了传统爆炸焊接难以克服的间隙气体排出不充分的问题，在杜绝了因间隙中残余空气层绝热压缩而引起的材料结合面的大面积熔化现象的同时也增强了爆炸复合棒的整体结合强度。

Claims (6)

1.局部真空环境下基于水压制备爆炸复合棒的方法，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、小尺寸pvc管3-1、大尺寸pvc管3-2同轴设置；
2)使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，构建真空间隙环境4；
3)于pvc管3-1和pvc管3-2之间填充炸药与雷管，构成爆炸装置3；
4)于待复合管材2和爆炸装置之间注满水，构建水环境5；
5)起爆爆炸装置使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，所述待复合棒材1截面直径为2～10cm；所述待复合管材2壁厚为0.2～8.5mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述爆炸装置由pvc管、爆炸复合用炸药、雷管构成；所述爆炸装置壁厚为8～22mm。
4.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；所述爆炸装置3与所述待复合管材2之间存在水环境。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述水环境厚度可根据待复合棒材与管材的尺寸的实际需要任意设置。
6.根据权利要求4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的0.5～1.8倍。
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