CN113649682A - 一种局部真空环境的高效爆炸复合管棒制备方法 - Google Patents

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胡昱
汪泉
杨礼澳
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Abstract

本发明提供了一种局部真空环境的高效爆炸复合管棒制备方法，包括：由内至外将第一待复合棒材、第二待复合管材、第三待复合管材、第四待复合管材同轴设置；在第二待复合管材与第三待复合管材之间填充炸药和雷管，构成爆炸装置；利用密封条将第一待复合棒材与第二待复合管材、第三待复合管材与第四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，利用炸药爆炸的高压焊接待复合材料，得到一组爆炸复合棒和爆炸复合管。本发明所提供的爆炸复合管棒制备方法与传统制备方法相比，炸药的能量利用率更高，爆速的选择更为自由，可操作性更强；且杜绝了传统制备方法中复合界面因间隙空气层未充分排出而产生的大面积熔化的现象。

Description

一种局部真空环境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，涉及一种局部真空环境的高效爆炸复合管棒制备方法。
背景技术
爆炸焊接是一种常用的焊接方法，其工作原理是利用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，从而达到焊接复合的效果。这种焊接方法的特点是能够在极短时间内将多种性质相同或不同的金属材料牢固且高效的焊接复合，以此制造出用途广泛的双金属乃至多金属复合材料。
由两种或多种不同金属制成的复合材料被称为多金属复合材料，其特点是密度较低、机械性能相对较高，耐腐蚀性较为优异等。较有代表性的材料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。事实上，由于单一金属材料已经无法满足工业生产对于多金属特性的需求，多金属复合材料在工业生产中已经成为了不可替代的部分。
作为当前制备复合多金属复合材料的常用方法之一，爆炸焊接在拥有了其他常规复合技术所无法比拟的优点同时，也尚存部分不足之处亟待解决：传统爆炸焊接一次焊接只能生产一组爆炸复合管，对炸药能量的利用率较低；在传统爆炸焊接中经常忽视空气层对焊接质量的影响，待复合材料间隙内的空气层基本不会被处理。事实上，如果在爆炸焊接过程中间隙内的空气层未能被完全排出，一方面会降低焊接材料的结合质量，另一方面更有可能使结合界面出现大面积融化，导致基板材料与复板材料完全无法有效复合。
发明内容
本发明提供了一种局部真空环境的高效爆炸复合管棒制备方法，旨在通过合理设置局部真空环境以达到杜绝空气间隙在爆炸复合过程中产生的负面影响、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局部真空环境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)由内至外将第一待复合棒材、第二待复合管材、第三待复合管材、第四待复合管材按顺序同轴设置；
2)在第二待复合管材与第三待复合管材之间填充爆炸复合用炸药与雷管制成环形药柱，构成待焊接材料的爆炸装置；
3)合理利用密封条将第一待复合棒材与第二待复合管材、第三待复合管材与第四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；
4)将爆炸装置引爆，利用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。
传统爆炸焊接中经常忽视空气对焊接质量的影响，且基本不会对待复合材料间隙内的空气进行处理。这不仅严重影响了爆炸复合棒的结合质量，更有可能使得起爆过程中结合界面因未排净的空气被绝热压缩而引起大面积熔化，导致基层与复层材料完全无法结合。本发明提出了一种在不同待复合材料的间隙中设置真空环境的方法，通过合理利用密封条将不同待复合材料的间隙两端密封并抽真空，有效避免了生产过程中因空气层未被排净而引起的复合材料局部缺陷问题。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。另外，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，包括第一待复合棒材、第二待复合管材、第三待复合管材、第四待复合管材、爆炸装置和局部真空环境的设置；
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)由内至外将第一待复合棒材1、第二待复合管材2、第三待复合管材3、第四待复合管材4按顺序同轴设置；
2)在第二待复合管材2与第三待复合管材3之间填充爆炸复合用炸药与雷管制成环形药柱，构成待焊接材料的爆炸装置5；
3)合理利用密封条将第一待复合棒材1与第二待复合管材2、第三待复合管材3与第四待复合管材4之间的间隙两端密封并抽真空，构成真空间隙环境6；
4)将爆炸装置5引爆，利用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)本发明将不同待复合材料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，可操作性更高。
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，还充分增强了双金属爆炸复合棒的结合强度，提高了生产成品的质量。

Claims (5)

1.一种局部真空环境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)由内至外将第一待复合棒材1、第二待复合管材2、第三待复合管材3、第四待复合管材4按顺序同轴设置；
2)在第二待复合管材2与第三待复合管材3之间填充爆炸复合用炸药与雷管制成环形药柱，构成待焊接材料的爆炸装置5；
3)合理利用密封条将第一待复合棒材1与第二待复合管材2、第三待复合管材3与第四待复合管材4之间的间隙两端密封并抽真空，构成真空间隙环境6；
4)将爆炸装置5引爆，利用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，所述第一待复合棒材1与所述第二待复合管材2、所述第三待复合管材3与所述第四待复合管材4之间设置有真空间隙环境。
3.根据权利要求2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0.7～1.6倍。
4.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6～27mm；所述爆炸装置由爆炸复合用炸药、电雷管构成。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一待复合棒材1截面直径为3～10cm；所述第二待复合管材2壁厚为1.5～6mm；所述第三待复合管材3壁厚为2～7.5mm；所述第四待复合管材4壁厚为9～24mm。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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