CN2771806Y

CN2771806Y - 大跨度线形爆轰波引爆装置

Info

Publication number: CN2771806Y
Application number: CN 200520081612
Authority: CN
Inventors: 王春培
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2005-03-22
Filing date: 2005-03-22
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2015-03-22

Abstract

本实用新型涉及一种大跨度线形爆轰波引爆装置，属于爆炸加工技术领域。主要由高爆速炸药层、低爆速炸药层和雷管组成，其中，将高爆速炸药层与低爆速炸药层组合呈等腰三角形状的药型，雷管设置在等腰三角形的顶部。高爆速炸药层设置在等腰三角形状药型的两腰部及插雷管部位。低爆速炸药层设置在等腰三角形状药型的中部和底部。等腰三角形状药型的外侧为直线，内侧为曲线。使用本实用新型可对爆轰波阵面的形状进行恰当调整，使之到达装置底面时成为平面波形，用它引爆复板上面的主炸药层可使起爆端达到同时引爆的效果，让爆轰波以平直的波形从一端传向另一端，为复板的运动、变形和两板间倾斜碰撞形成焊接提供较理想的条件。

Description

大跨度线形爆轰波引爆装置

技术领域

本实用新型涉及一种用于平板爆炸焊接的引爆装置，属于爆炸加工技术领域。

背景技术：

爆炸焊接双金属复合板是以炸药为能源的金属加工新工艺，是用于生产双金属复合材料的高新技术。爆炸焊接过程是在加工现场的平台上，将两种金属板平行安装，复板上面覆盖一层炸药，用引爆装置在其一端引爆炸药层。炸药爆炸产生的巨大作用力，驱动复板依次向下飞行，会使两板发生高速斜碰撞，当碰撞角在一定范围内时，两种金属会形成焊接。同时，在碰撞处产生的射流，可自动清理两板的内表面，产生新鲜活性的接触界面。在高压作用下，金属接触面间建立起原子之间结合力，并形成波纹状结构，使得两种金属板材无须经过熔化而直接达到板面焊接状态。

炸药的引爆方式对爆炸焊接双金属复合板的全面积复合率和产品质量有重要影响。由于对炸药爆轰波形进行控制的技术难度较大，有人在爆炸加工中就直接用单雷管倾斜插入主炸药层的中心或边角部位进行引爆。在这种情况下，爆轰波会以球面发散波形在炸药中传播，使得复板各处的受力状态大不一样，并且在引爆点近旁产生几厘米甚至十几厘米范围的不焊接区。实践表明，中心引爆法制成的复合板，因中部有一大片不焊接区，质量上是不合格的；边角处引爆法制成的复合板，虽能将不焊接区剪掉，但会大大降低全面积的复合率，也是不可行的。

对平板爆炸焊接而言，能从主炸药层一端同时引爆，使爆轰波在炸药中以平面波形传播，将是最合理的引爆方式。利用爆轰波传播符合几何光学原理这一特点，用高、低爆速两种炸药适当组合而制成的平面波发生器，是可以把雷管引爆后的球面发散爆轰波调整成平面爆轰波形的。在爆炸物理研究中通常使用的是呈圆锥台形的平面波发生器，产生的是圆形的平面爆轰波，常用的只有底面直径100mm和200mm两种规格。但是在用爆炸焊接技术生产双金属复合板材时，一般平板的宽度在1米以上，长度在2米以上；板面上覆盖的主炸药只有几厘米厚度，药厚与宽度相比是个非常小的量；忽略厚度的情况下，实际需要的是近似于直线的爆轰波形。因此上述的圆锥台形平面波发生器对大面积平板爆炸焊接的引爆并不适用。

发明内容

根据上述技术的不足，本实用新型提供一种大跨度线形爆轰波引爆装置，其目的是，通过该装置可对爆轰波阵面的形状进行恰当调整，使之到达装置底面时成为平面波形，用它引爆复板上面的主炸药层可使起爆端达到同时引爆的效果，让爆轰波以平直的波形从一端传向另一端，为复板的运动、变形和两板间倾斜碰撞形成焊接提供较理想的条件。

本实用新型的目的是通过以下技术措施完成的。

该大跨度线形爆轰波引爆装置主要由高爆速炸药层、低爆速炸药层和雷管组成，其中，将高爆速炸药层与低爆速炸药层组合呈等腰三角形状的药型，雷管设置在等腰三角形的顶部。

所述的高爆速炸药层设置在等腰三角形状药型的两腰部及插雷管部位。

所述的低爆速炸药层设置在等腰三角形状药型的中部和底部。

所述的等腰三角形状药型的外侧为直线，内侧为曲线。

所述的高爆速炸药层为黑索金炸药类的塑性炸药，爆速大于7000米/秒。

所述的低爆速炸药层为粉状硝铵类炸药，爆速小于2600米/秒。

本实用新型适用于爆炸焊接法生产大面积矩形双金属复合平板的引爆器。它由两种爆速高低差距很大的炸药按设计要求组合而成，通过该装置可对爆轰波阵面的形状进行恰当调整，使之到达装置底面时成为平面波形。因为装置底面与被焊接平板的宽度一样，用它引爆复板上面的主炸药层可使起爆端达到同时引爆的效果，让爆轰波以平直的波形从一端传向另一端，会为复板的复板的运动、变形和两板间倾斜碰撞形成焊接提供较理想的条件。

其原理：该装置对爆轰波的调平与光学中的由点光源发出的光通过凸透镜折射变成平行光束的情况极为相似。在选定两种炸药界面曲线坐标问题上，可将爆轰波的传播过程当作光的传播来处理。它从雷管发出，经高速层炸药入射并穿越炸药界面后折射，沿垂直于底面的方向在低速层炸药里传播。假设爆轰波的传播过程满足光学上的费马原理，即光从一点传到另一点所选择的路线是使其所需时间最短者。根据这一原理可知，自雷管出发的爆轰波到达底面上某一点的过程，必然是沿着所需时间最短，唯一的一条路径进行的。从数学角度来讲，总传播时间取最小值的条件就是一阶微分为“0”。根据两种炸药的爆速，可以设定一条界面处的双曲线，通过试探法解微分方程，可以确定对应底面某一点的爆轰波传播路径和总的传播时间。假若底面上各点对应路径上的传播时间都相等，那么底面波形就是很理想的线形波。若算出的到达底面各点传播的时间不一样，则表明将有波形起伏，需要适当调整炸药界面曲线上部分点的坐标，使算得的波形时间差尽可能地小些。

应用时，单雷管爆炸后，爆轰波首先在高爆速层炸药中以球面波形向外传播。当它传到两种炸药接触界面时，将引爆低爆层的硝铵炸药，继后按其低爆速向底部传播。由于两炸药界面是中部隆起的曲线，因此爆轰波到达界面各处的时间上有先后的差别，中部先到，越往边部越迟后。从界面处引爆低爆速炸药算起，爆轰波从界面各处传到下底面的路程不一样，中部长一些，越往边部路程越短。不难看出，从雷管引爆开始，装置中部的爆轰波在高速层里传播路程短，在低速层里传播路程长；而边部则在高速层里传播路程长，在低速层里传播路程短。这有利于把球面波的中部向后拖而边部向前赶。如果炸药界面的曲线选定得恰当，爆轰波阵面会同时传到装置底面，形成平面波形。

本实用新型的制做采用方便拆卸的对开模具和塑性炸药对高速层炸药造型，用筛装的粉状炸药作低速层组件，很适宜在现场制作，操作简便，并能较好地保持界面曲线形状。这种引爆装置的底面波形差较小，基本上可达到主炸药起爆端各点同时引爆。在复板上的主炸药层里，爆轰波以较直的线形波从起爆端开始高速地传向末端，外观上看波形的超前与迟后部位先后差距不过1厘米左右。它为复板的运动、变形和碰撞基板创造了比较理想的条件，大大提高了复合板的全面积复合率和焊接质量。由于大面积复板上受力状态基本一致，减小了复合板的不规则变形，保证了产品质量的均一性。

附图说明

附图为本实用新型结构示意图。

其中，1、雷管，2、高爆速炸药层，3、曲线，4、低爆速炸药层。

具体实施方式

实施例1：结构如附图所示，由高爆速炸药层2与低爆速炸药层4和雷管1组成等腰三角形状药型，其中，将以黑索金炸药均匀揉混成的塑性高爆速炸药层设置在等腰三角形状药型的两腰部及插雷管部位，将粉状硝铵炸药作为低爆速炸药层设置在等腰三角形状药型的中部和底部，雷管1设置在等腰三角形的顶部。制做时，在纤维板或纸板上面用上下对开的平板模具对高爆速炸药进行成型，开模后药型呈两腰相等的药条。药条外侧为直线，内侧为通过计算和实验效果确定的近似双曲线的曲线3，顶部预留插雷管1孔。药条与底边所围空间内筛装粉状硝铵炸药，沿药条上表面刮平即成本引爆装置药型。当引爆装置L＝600mm、H＝130mm、A＝115mm、h＝40mm、炸药厚度为20mm时，其底面波形差可控制在3微秒范围内。

实施例2：结构同实施例1，不同的是引爆装置L＝1220mm、H＝260mm、A＝244mm、h＝40mm、炸药厚度为20mm时，其底面的波形差可控制在5微秒范围内。

Claims

1、一种大跨度线形爆轰波引爆装置，其特征在于，主要由高爆速炸药层、低爆速炸药层和雷管组成，其中，将高爆速炸药层、低爆速炸药组合呈等腰三角形状的药型，雷管设置在等腰三角形的顶部。

2、根据权利要求1所述的大跨度线形爆轰波引爆装置，其特征在于，高爆速炸药层设置在等腰三角形状药型的两腰部及插雷管部位。所述的低爆速炸药层设置在等腰三角形状药型的中部和底部。

3、根据权利要求1所述的大跨度线形爆轰波引爆装置，其特征在于，所述的等腰三角形状药型的外侧为直线，内侧为曲线。

4、根据权利要求1所述的大跨度线形爆轰波引爆装置，其特征在于，所述的高爆速炸药层为黑索金炸药类的塑性炸药。

5、根据权利要求1所述的大跨度线形爆轰波引爆装置，其特征在于，所述的低爆速炸药层为粉状硝铵类炸药。