一種聚能穴爆炸焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種復(fù)合金屬材料的焊接工藝，尤其是一種金屬復(fù)合管板的焊接結(jié)構(gòu) 及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 爆炸焊接中的力學(xué)和能量問題有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)：過程的瞬時(shí)性和載荷的巨大 性。爆炸焊接復(fù)合板在雷管區(qū)(起爆點(diǎn)）附近有不結(jié)合區(qū)域是一個(gè)必然的規(guī)律，形成雷管區(qū) 的主要原因是復(fù)板初始下落與基板發(fā)生垂直碰撞，碰撞角為0 °，而實(shí)現(xiàn)復(fù)合的碰撞角 應(yīng)在8~1 0°以上，從0°發(fā)展到1 0°需經(jīng)過一定的距離，該距離即為雷管區(qū)。至今為 止，任何方法都不能完全消除雷管區(qū)；如何尋找一個(gè)特殊的起爆方式可以有效的控制、縮小 雷管區(qū)(不結(jié)合區(qū)域）在〇30mm以下成了業(yè)界的一個(gè)技術(shù)難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，為滿足爆炸焊接復(fù)合板要求，闡述了利用聚能效應(yīng)的 機(jī)理達(dá)到控制爆炸焊接中雷管區(qū)不結(jié)合的面積。通過多次試驗(yàn)研究：采用合理的聚能起爆 方式能夠控制縮小爆炸焊接雷管區(qū)不結(jié)合面積。
[0004] 本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種聚能穴爆炸方法，包括以下步驟：1)放置基板、覆板； 將經(jīng)過表面處理過的基板和覆板安裝在炮臺(tái)上；2)裝藥；在覆板的四周安裝用于阻擋炸藥 的邊框，將爆炸焊接用低速炸藥鋪設(shè)于覆板上；3)設(shè)置聚能穴，在炸藥中心或一側(cè)挖聚能 穴，所述聚能穴的形狀為倒圓錐形槽其底部有錐形突起的；所述聚能穴填充起爆裝藥；4) 安裝起爆雷管；在所述聚能穴裝藥上方安插起爆雷管；5)起爆焊接。
[0005] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明的進(jìn)一步特征有：所述低速炸藥為參有稀釋劑的粉 狀乳化炸藥，爆速為1800m/s-3000m/s，布藥高度為30_40mm。
[0006] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明的進(jìn)一步特征有：所述起爆裝藥為參有稀釋劑的粉 狀乳化炸藥或者銨油炸藥，爆速為3500m/ s-4500m/s。
[0007] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明的進(jìn)一步特征有：所述聚能穴倒圓錐錐面與水平面 的夾角為a，a選擇15-75°。
[0008] 作為優(yōu)選的技術(shù)方案，本發(fā)明的進(jìn)一步特征有：所述基板為合金鋼或碳鋼；所述 覆板為鋁、銅、鈦、鋯、鉭、鈮或不銹鋼的一種或多種。
[0009] 本發(fā)明的有益效果是：為縮小雷管區(qū)，就必須設(shè)法使復(fù)板下落點(diǎn)面積足夠小，速度 足夠大，這樣才能使碰撞角在很短距離內(nèi)達(dá)到爆炸焊接所必須的數(shù)值。對(duì)于復(fù)板3mm以下 復(fù)板直接起爆即可，而復(fù)板4mm以上的復(fù)板必需通過輔助藥包進(jìn)行起爆。有色金屬的雷管 區(qū)還會(huì)更大一些，并且隨著復(fù)層厚度的增加而雷管區(qū)也相應(yīng)的增大。通過聚能方式引爆，可 以快速使復(fù)板與基板達(dá)到傾斜碰撞，從而使雷管區(qū)的面積減小，尤其是高爆速的作業(yè)區(qū)將 會(huì)起到很大作用。使用聚能穴正好能解決這一問題，通過對(duì)改變聚能穴的形狀和裝藥密度 等，使聚能效應(yīng)控制在一定范圍內(nèi)，即使聚能穴下的復(fù)板形成突起，在與基板控制過程中形 成"點(diǎn)"接觸，從而形成傾斜碰撞角。
[0010] 采用聚能起爆對(duì)縮小雷管區(qū)有很好效果，工藝參數(shù)合適可使復(fù)層1 〇 _爆炸焊接 復(fù)合板雷管區(qū)< Φ30ι?πι。通過聚能裝藥方式起爆,起爆中心的壓力比四周高，在基復(fù)板碰 撞前預(yù)先形成傾斜角，從而縮小了起爆點(diǎn)附近（雷管區(qū)）的不結(jié)合區(qū)。本方法可以通過適 當(dāng)?shù)恼{(diào)整聚能裝藥參數(shù)，可以應(yīng)用于今后復(fù)板較厚的爆炸復(fù)合大規(guī)模生產(chǎn)中。通過實(shí)驗(yàn)發(fā) 現(xiàn)，在中心使用聚能穴起爆方式，可以很好的降低邊界效應(yīng)。這樣不僅節(jié)省了補(bǔ)焊的焊接成 本，保證了有色金屬的焊接質(zhì)量。
【附圖說明】
[0011] 圖1為本發(fā)明的一具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖2為圖1的局部放大圖。
[0013] 圖中：1、基板，2、覆板，3、邊框，4、低速炸藥，5、聚能穴，6、雷管，7、突起。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0015] 本發(fā)明的實(shí)施例如下： 一種聚能穴爆炸方法，包括以下步驟：1)放置基板1、覆板2 ;將經(jīng)過表面處理過的基板 1和覆板2安裝在炮臺(tái)上；2)裝藥；在覆板2的四周安裝用于阻擋炸藥的邊框3,將爆炸焊 接用低速炸藥4鋪設(shè)于覆板2上；3)設(shè)置聚能穴5,在炸藥中心挖聚能穴5。所述聚能穴 5的形狀為倒圓錐形槽其底部有錐形突起7的；所述聚能穴填充起爆裝藥；4)安裝起爆雷 管；在所述聚能穴裝藥上方安插起爆雷管；5)起爆焊接。在其他實(shí)施例中本聚能穴還可以 在低速炸藥的一側(cè)挖聚能穴，其方法和聚能穴的形狀如上所講在此不再贅述。在本實(shí)施例 中，其中的低速炸藥為參有稀釋劑的粉狀乳化炸藥，爆速為1800m/ s-3000m/s，布藥高度為 30-40mm。起爆裝藥為參有稀釋劑的粉狀乳化炸藥或者銨油炸藥，爆速為3500m/ s-4500m/s。
[0016] 另外，所述基板為合金鋼或碳鋼；覆板為鋁、銅、鈦、鋯、鉭、鈮或不銹鋼的一種或多 種。基板和覆板的規(guī)格視具體的工礦選擇不同爆速的爆炸焊接炸藥，具體的方案在此不再 贅述。
[0017] 另外在實(shí)施例中，聚能穴倒圓錐錐面與水平面的夾角為a，a選擇15-75°，聚能 穴的底面直徑D根據(jù)情況而定具體可以參見下面。聚能穴采用了倒圓錐形，當(dāng)聚能穴的起 爆炸藥(高爆速炸藥）爆炸時(shí)應(yīng)和低速炸藥的結(jié)合是向外擴(kuò)散時(shí)逐漸向聚能穴外周推出的， 這樣能夠使得炸藥的沖擊波在起爆時(shí)形成一個(gè)傾斜角向外逐步推進(jìn)。爆炸沖擊波向聚能穴 中心的推進(jìn)也是在瞬間完成的，增加突起的原因是降低聚能穴中心部位爆速，防止爆炸射 流將起爆點(diǎn)穿孔。并且能夠減小或消除雷管區(qū)不結(jié)合區(qū)的面積。
[0018] 通過對(duì)不同厚度復(fù)板實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行分析，找出最佳的炸藥及聚能穴最佳裝藥參 數(shù)，以及聚能效果隨外界條件變化的一般規(guī)律。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種聚能穴爆炸焊接方法，其特征在于：包括以下步驟： 1) 放置基板、覆板；將經(jīng)過表面處理過的基板和覆板安裝在炮臺(tái)上； 2) 裝藥；在覆板的四周安裝用于阻擋炸藥的邊框，將爆炸焊接用低速炸藥鋪設(shè)于覆板 上； 3) 設(shè)置聚能穴，在炸藥中心或一側(cè)挖聚能穴，所述聚能穴的形狀為倒圓錐形槽其底部 有錐形突起的；所述聚能穴填充起爆裝藥； 4) 安裝起爆雷管；在所述聚能穴裝藥上方安插起爆雷管； 5) 起爆焊接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的爆炸焊接方法，其特征在于：所述低速炸藥為參有稀釋劑的 粉狀乳化炸藥，爆速為1800m/s-3000m/s，布藥高度為30_40mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的爆炸焊接方法，其特征在于：所述起爆裝藥為參有稀釋劑的 粉狀乳化炸藥或者銨油炸藥，爆速為3500m/ s-4500m/s。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的爆炸焊接方法，其特征在于：所述聚能穴倒圓錐錐面與水平 面的夾角為a，a選擇15-75°。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的爆炸焊接方法，其特征在于：所述基板為合金鋼或碳鋼；所述 覆板為鋁、銅、鈦、鋯、鉭、鈮或不銹鋼的一種或多種。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種聚能穴爆炸焊接方法，包括以下步驟：放置基板、覆板；將經(jīng)過表面處理過的基板和覆板安裝在炮臺(tái)上；裝藥；在覆板的四周安裝用于阻擋炸藥的邊框，將爆炸焊接用低速炸藥鋪設(shè)于覆板上；設(shè)置聚能穴，在炸藥中心或一側(cè)挖聚能穴，聚能穴的形狀為倒圓錐形槽其底部有錐形突起的；聚能穴填充起爆裝藥；安裝起爆雷管；在所述聚能穴裝藥上方安插起爆雷管；起爆焊接。本發(fā)明能夠減小或者消除起爆點(diǎn)即焊接雷管區(qū)的不結(jié)合問題。
【IPC分類】B23K20-08
【公開號(hào)】CN104646819
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410847128
【發(fā)明人】周景蓉, 張方曉, 陳壽軍, 黃文 , 吳小玲, 黃雪
【申請(qǐng)人】南京三邦金屬復(fù)合材料有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日