CN114473172A - 局部真空环境下基于水压的内爆法制备爆炸复合管方法 - Google Patents

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胡昱
汪泉
艾九英
祁俊翔
马秋月
孙志皓
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    • 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
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Abstract

本发明提供了一种局部真空环境下基于水压的内爆法制备爆炸复合管方法，包括：由内至外将pvc管、金属管材2、金属管材3依次同轴设置；于pcv管中填充雷管与炸药，制成爆炸装置；将金属管材2和爆炸装置之间注满水，构建一种水环境；利用密封条将金属管材2与3之间的间隙两端密封并抽真空，构成局部真空环境；将爆炸装置引爆，利用炸药爆炸产生的高温高压焊接金属管材，得到高质量双金属爆炸复合管。本发明有效避免了炸药爆炸产生的高温对管材造成损伤，能够实现对薄壁管材的复合；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；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。

Description

局部真空环境下基于水压的内爆法制备爆炸复合管方法
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的内爆法制备爆炸复合管方法。
背景技术
利用不同金属复合成的双金属复合管同时集强度高、耐腐蚀、可塑性强等不同材料的优点于一身，因此被广泛应用于化工厂、石油勘探、航空航天等工业领域中。传统复合管制备方法均存在一定的局限性，而爆炸焊接作为如今科学前沿的研究领域之一，被广泛应用于复合金属材料的生产制备中。所谓爆炸焊接，是利用炸药爆炸释放的能量驱动两块金属板高速碰撞实现其冶金结合的一种焊接方法。由于其能够在极短时间内将绝大部分金属材料高质量的牢固焊接起来，制造出兼有多重金属性能的复合板材或管材，因此大大扩展了现有金属的性能及应用范围。
爆炸焊接虽然具有成本低、效率高、速度快等优点，但在传统爆炸焊接中，爆炸焊接过程中间隙内的空气层较难被及时、完全的排出，这一方面降低了待焊接材料的结合质量，另一方面有可能让基层与复层材料失去结合能力。此外，传统爆炸焊接中炸药爆炸产生的高温常会对直接贴合的待复合管材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。
发明内容
本发明提供了一种局部真空环境下基于水压的内爆法制备爆炸复合管方法，旨在改进当前爆炸焊接制备金属复合管材中存在的问题。该方法通过设置真空环境以杜绝空气间隙的负面影响，利用炸药与待复合管材之间的水环境减小炸药产生的高温高压对复合管表面的灼烧损伤。有效提升了产品质量，可操作性相对较高。
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的内爆法制备爆炸复合管方法，其内容步骤包括以下方面：
1)由内至外将pvc管1-1、金属管材2、金属管材3依次同轴设置；
2)于pcv管1-1中填充雷管与爆炸焊接用炸药，制成爆炸装置；
3)将金属管材2和爆炸装置之间注满水，构建一种水环境；
4)利用密封条将金属管材2与金属管材3之间的间隙两端密封并抽真空，构成局部真空环境；
5)将爆炸装置引爆，利用炸药爆炸产生的高温高压牢固焊接金属管材，得到高质量双金属爆炸复合管成品。
传统爆炸焊接中，爆炸焊接过程中间隙内的空气层较难被及时、完全的排出，这不仅严重影响了待焊接材料的结合质量，另一方面有可能让基层与复层材料失去结合能力。而与金属管材直接贴合的炸药也会引起结合界面的大面积熔化，降低爆炸复合管的结合强度。本发明提出了一种在传统爆炸焊接装置中加装设置水环境和局部真空环境的方法，不仅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，更能够避免炸药与管壁直接接触所引起的复合管材表面烧蚀。与传统制备爆炸复合管的生产技术相比，本发明使用的内爆法装药充分降低了炸药能量的损耗，有效提高了生产效率，降低了生产过程中的噪音和粉尘污染，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为本发明的平面结构图，包括爆炸装置、金属管材1、金属管材2、水环境和局部真空环境的设置；
图2为本发明的3D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的内爆法制备爆炸复合管方法，包括以下步骤：
1)由内至外将pvc管1-1、金属管材2、金属管材3依次同轴设置；
2)于pcv管1-1中填充雷管与爆炸焊接用炸药，制成爆炸装置1；
3)将金属管材2和爆炸装置1之间注满水，构建水环境4。
4)利用密封条将金属管材2与金属管材3之间的间隙两端密封并抽真空，构成局部真空环境5；
5)将爆炸装置1引爆，利用炸药爆炸产生的高温高压牢固焊接金属管材2与3，得到高质量双金属爆炸复合管成品。
与传统技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明所提出的水环境不仅降低了金属材料在生产中因高温产生烧蚀损伤的风险，而且能够对难以处理的薄壁管材进行高质量加工。
2)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，充分增强了双金属爆炸复合管的结合强度，提高了生产成品的质量,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管材结合面的局部熔化现象。炸药也拥有更加自由的爆速选择，可操作性较高。
3)本发明所使用的内爆法装药有效提高了炸药的能量利用率，传统制备爆炸复合管所消耗的炸药利用本发明可制备更多爆炸复合管成品，大大降低了生产成本。

Claims (6)

1.局部真空环境下基于水压的内爆法制备爆炸复合管方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)由内至外将pvc管1-1、金属管材2、金属管材3依次同轴设置；
2)于pcv管1-1中填充雷管与爆炸焊接用炸药，制成爆炸装置1；
3)将金属管材2和爆炸装置1之间注满水，构建水环境4。
4)利用密封条将金属管材2与金属管材3之间的间隙两端密封并抽真空，构成局部真空环境5；
5)将爆炸装置1引爆，利用炸药爆炸产生的高温高压牢固焊接金属管材2与3，得到高质量双金属爆炸复合管成品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属管材2壁厚为0.3～4.7mm；所述金属管材3壁厚为5.3～7.6mm。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属管材2与所述金属管材3之间设置有局部真空环境；所述爆炸装置1与所述金属管材2之间存在水环境。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述局部真空环境厚度为金属管材的0.8～1.6倍。
5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述水环境厚度可根据金属管材尺寸的实际需要任意设置。
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10～19mm；所述爆炸装置由pvc管、爆炸焊接用炸药和电雷管构成。
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