本發(fā)明屬于爆炸焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙面爆炸焊接的防護(hù)罩及裝藥結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

爆炸焊接是利用炸藥爆炸強(qiáng)大的做功能力，推動復(fù)板高速運動，撞擊基板。在強(qiáng)大的撞擊壓力下，基板和復(fù)板界面金屬表現(xiàn)為流體特性，金屬原子相互流動滲透，待冷卻后互相咬合在一起，從而實現(xiàn)冶金結(jié)合。經(jīng)過幾十年以來的發(fā)展，目前幾乎能實現(xiàn)任意金屬間的爆炸復(fù)合。由于爆炸復(fù)合板綜合了二種或多種金屬的優(yōu)點，所以其有著性能優(yōu)異、價格低廉的特點。并且相比于其他復(fù)合材料，爆炸復(fù)合操作簡單、復(fù)合成本較低，適于大規(guī)模生產(chǎn)，所以其產(chǎn)品已廣泛運用在工業(yè)生產(chǎn)中。但傳統(tǒng)的爆炸焊接多通過直接在覆板上鋪設(shè)炸藥，炸藥的上端裸露在空氣中，即只利用了炸藥一端的能量，所以炸藥能量利用率很低，同時大量的能量傳入空氣中，會造成很大的噪聲污染。

近年來，中國專利ZL201410396067.1公開了一種雙立式爆炸焊接自鎖式防護(hù)安裝裝置，提高了爆炸焊接的安全性能和焊接質(zhì)量。中國專利ZL201310282589.4公開了一種基于蜂窩結(jié)構(gòu)炸藥的雙面爆炸焊接技術(shù)，盡管能提高炸藥的能量利用率，但蜂窩鋁結(jié)構(gòu)炸藥制造困難，價格較貴，并不適合在工程上大量使用。且工程上爆炸焊接作業(yè)時多采用露天爆破，或在焊接裝置上用土堆進(jìn)行覆蓋，不僅工序復(fù)雜，炸藥能量利用率低，而且爆炸完成后將產(chǎn)生大量的粉塵和噪音，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。而對于雙面焊接來說，這會使得上層復(fù)合板飛行在爆炸載荷作用下飛行遠(yuǎn)達(dá)數(shù)十米到幾百米的距離，存在著很大的安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有爆炸焊接技術(shù)危險系數(shù)高、炸藥能量利用率低，工作效率不高及環(huán)境破壞嚴(yán)重等缺點，設(shè)計了一種結(jié)構(gòu)簡單、高安全性、可重復(fù)使用的爆炸焊接防護(hù)罩及一種高效率、高能量利用率、經(jīng)濟(jì)的裝藥結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種基于雙面爆炸焊接的防護(hù)罩，它由外殼、緩沖層和約束網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)組成，其中外殼和約束網(wǎng)邊界連接在一起，緩沖層填充在外殼和約束網(wǎng)中間的空隙處；

所述的外殼是由圓柱殼和亞半球殼組合而成的“弓形結(jié)構(gòu)”，材料可以是金屬或其他抗沖擊材料，且在其頂部設(shè)有吊鉤，以方便起吊，在其四周開有小孔以便導(dǎo)爆管連接；在圓柱殼和亞半圓殼的交界處連接有約束網(wǎng)；在約束網(wǎng)和亞半圓殼之間形成一個空腔，在空腔里布置有緩沖層。

其中，所述的緩沖層是由高能量吸收率的緩沖材料堆積而成。

其中，所述的約束網(wǎng)是由高強(qiáng)度金屬或非金屬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成。

還提供一種基于雙面爆炸焊接的裝藥結(jié)構(gòu)，所述的裝藥結(jié)構(gòu)包括約束盒，支撐柱和炸藥，其中支撐柱均勻的布置在約束盒的內(nèi)壁，然后將炸藥鋪滿所有空腔，并將炸藥的上下表面分別與上下復(fù)板貼合。

其中，所述的約束盒其邊長和復(fù)板邊長一致，高度和炸藥高度一致。

其中，所述支撐柱是由鋁或其他金屬卷制的“8”字型柱殼，即將鋁片從二端沿相反的方向分別卷制而成。

其中，將炸藥填入設(shè)置有支撐殼的紙盒中，組成結(jié)構(gòu)裝藥，其上下表面分別與二塊復(fù)板貼合。

本發(fā)明的工作原理是在炸藥的四周設(shè)置的支撐殼不僅起著支撐上復(fù)板，避免炸藥被壓死從而難以起爆的作用，同時也使得炸藥四周存在著強(qiáng)約束，使得炸藥在邊界爆轟增強(qiáng)，從而提高了炸藥的能量利用率，減小了爆炸焊接中的邊界效應(yīng)。而炸藥起爆后上層復(fù)合板帶著強(qiáng)大的動能向上飛行，撞擊防護(hù)網(wǎng)，其能量被緩沖層所吸收。同時大量的爆轟產(chǎn)物膨脹作用于外殼，其能量轉(zhuǎn)換為外殼的變形能和動能，從而減小了安全隱患和環(huán)境污染。

本發(fā)明的優(yōu)點：

1、本發(fā)明所設(shè)計的防護(hù)罩為爆炸加工提供了一個密閉環(huán)境，克服了環(huán)境對爆炸作業(yè)的限制。極大的降低了噪聲污染，約束了上層復(fù)合板和破片運動，提高了爆炸作業(yè)的安全性，為工人們提供了一個安全舒適的工作環(huán)境；而且該防護(hù)罩可以重復(fù)使用，操作簡單，避免了傳統(tǒng)爆炸焊接中堆土覆蓋的復(fù)雜工序和粉塵污染。

2、本發(fā)明所設(shè)計的裝藥結(jié)構(gòu)對炸藥的各向都進(jìn)行了約束，不僅降低了炸藥起爆的臨界直徑，提高了能量利用率，減小了爆炸焊接中的邊界效應(yīng)，而且操作簡單，減小了炸藥的使用量，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。

3、本發(fā)明所設(shè)計的“8”字型柱殼支撐殼可用于二塊復(fù)板間支撐，也可用于基復(fù)板間的支撐，其制造簡單，不易發(fā)生曲屈和失穩(wěn)，能承受較大的載荷，且易于空氣的排出，對該處復(fù)合板質(zhì)量影響較小。

附圖說明

圖1是本發(fā)明約束罩和爆炸焊接裝置示意圖；；

圖2是本發(fā)明裝藥結(jié)構(gòu)示意圖；；

圖3是本發(fā)明“8”字型柱殼支撐殼示意圖；；

圖中各圖號構(gòu)件名稱為：1-約束罩圓柱殼；2-約束罩亞半球殼；3-約束罩吊鉤；4-約束罩緩沖層；5-約束罩防護(hù)網(wǎng)；6-下基板；7-支撐殼；8-下復(fù)板；9-炸藥；10-上復(fù)板；11-上基板；12-雷管；13-地基；14-炸藥；15-支撐殼；16-約束盒。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。

一種基于雙面爆炸焊接的防護(hù)罩，它由外殼、緩沖層和約束網(wǎng)三層結(jié)構(gòu)組成，所述的外殼是由圓柱殼和亞半球殼組合而成的“弓形結(jié)構(gòu)”，其尺寸由板材的大小和厚度決定，材料可以是金屬或其他抗沖擊材料，且在其頂部設(shè)有吊鉤，以方便起吊，在其四周開有小孔以便導(dǎo)爆管連接。在圓柱殼和亞半圓殼的交界處連接有約束網(wǎng)，其中，所述的約束網(wǎng)為高強(qiáng)度網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，優(yōu)選的是鐵絲網(wǎng)或鋼絲網(wǎng)。在約束網(wǎng)和亞半圓殼之間形成一個空腔，在空腔里布置有緩沖層，所述的緩沖層由緩沖材料堆積而成，這里緩沖材料由多孔材料組成(如泡沫鋁、泡沫塑料)，優(yōu)選的是廢舊的輪胎。

此外，本發(fā)明還提供了一種基于雙面焊接簡易、高能量利用率的裝藥結(jié)構(gòu)，所述的裝藥結(jié)構(gòu)包括約束盒，支撐殼，炸藥。其中所述的約束盒其邊長和復(fù)板邊長一致，高度和炸藥高度一致，其材料優(yōu)選的是紙板或木板。在約束盒的四周均勻的設(shè)置有支撐殼，設(shè)置間隙大于等于0mm，小于等于20mm。對于大尺寸板材，為防止復(fù)板彎曲，還需在約束盒中間或其他位置布置支撐殼。所述的支撐殼是由鋁或其他金屬卷制的“8”字型柱殼，即將鋁片從二端沿相反的方向分別卷制而成，其高度和炸藥高度一致，直徑大于等10mm，小于等于20mm，壁厚大于等于0.5mm，小于等于2mm。將炸藥填入設(shè)置有支撐殼的紙盒中，組成結(jié)構(gòu)裝藥，其上下表面分別與二塊復(fù)板貼合。所述的炸藥為工業(yè)上常用的爆炸焊接炸藥(如乳化炸藥或粉狀硝銨炸藥)。

實施例1

針對不銹鋼和鋼的雙面爆炸焊接，發(fā)明了一種防護(hù)罩和裝藥結(jié)構(gòu)，其中基板尺寸為2000mm×2000mm×20mm；復(fù)板尺寸為2000mm×2000mm×5mm。

參考圖1，雙面爆炸焊接約束罩包括：外殼、緩沖層和約束網(wǎng)。其中外殼材料選擇為鐵，其內(nèi)徑為3000mm，壁厚為20mm，形狀為圓柱殼和亞半球殼組成的“弓形”結(jié)構(gòu)，其中圓柱殼高為1000mm，亞半球殼高為500mm；緩沖層填充廢舊輪胎；約束網(wǎng)為鋼絲網(wǎng)。

參考圖2，雙面爆炸焊接裝藥結(jié)構(gòu)包括：約束盒、支撐殼和炸藥。這里約束盒選擇為紙盒，其邊長為復(fù)板邊長2000mm，壁厚為5mm，高度為10mm；沿著約束盒內(nèi)壁，緊密的設(shè)置有支撐殼，由于板材尺寸較大，為防止復(fù)板彎曲，在約束盒中間也相應(yīng)布置有支撐殼。這里支撐殼為鋁片卷制的“8”字型柱殼(圖3)，其壁厚為1mm，高度為10mm；炸藥為粉狀硝銨，密度為0.8g/cm³，厚度為10mm，其上下表面分別與上下復(fù)板貼合。

爆炸完成之后，經(jīng)超聲波檢測，上下二塊復(fù)合板均滿足標(biāo)準(zhǔn)。上層復(fù)合板在高速飛行一段距離后與約束罩相撞，其能量被緩沖層吸收，板材和約束罩都保存完好。對于傳統(tǒng)爆炸焊接方法，針對該不銹鋼和鋼的爆炸焊接，其炸藥厚度為20mm，且一次只能復(fù)合一塊復(fù)合板，而采用了本發(fā)明的裝藥結(jié)構(gòu)，炸藥厚度降低了10mm，且每次復(fù)合二塊復(fù)合板，所以能量利用率提高了4倍；同時由于邊界支撐的約束作用，減小了邊界稀疏波的影響，復(fù)合板的邊界效應(yīng)得到明顯的改善。

盡管上面已對本發(fā)明說明性的具體實施方式進(jìn)行了描述，以便于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員理解本發(fā)明，但應(yīng)該清楚，本發(fā)明不限于具體實施方式的范圍，對本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來講，只要各種變化在所附的權(quán)利要求限定和確定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，這些變化是顯而易見的，一切利用本發(fā)明構(gòu)思的發(fā)明創(chuàng)造均在保護(hù)之列。