可同时制备多个爆炸复合金属板材的设备及其使用方法与流程

本发明属于爆炸复合技术领域，具体涉及一种可同时制备多个爆炸复合金属板材的设备及其使用方法。

背景技术：

金属板爆炸复合技术是利用炸药瞬间产生的巨大能量将两种或多种相似或不相似的材料瞬间复合在一起的一种复合材料加工技术。

边界效应是采用中心起爆方式的金属爆炸焊接中普遍存在的问题，边界效应的存在，大大降低了金属爆炸复合板结合面的结合强度和复合率。在以往爆炸焊接金属复合板的工艺中,常采用传统的均匀布药方式,所得爆炸焊接复合板的界面结合波,沿着爆轰方向由小波状到大波状,且当到达稳定爆轰后,界面波波形仍在缓慢增大。其结果会造成部分结合强度不高、边缘不结合或复板撕裂。尤其是采用中心起爆方式焊接的复合板，在距中心起爆点1800mm-2200mm的位置经常发生不结合或者复板撕裂现象，长度在10-30mm；在板材两端也会出现类似现象，此现象叫做边界效应。

由于边界效应的存在，导致目前的爆炸复合技术普遍存在爆炸复合结合率低、产品质量不稳定的问题，尤其是在复合板边缘处的复合情况不理想，复合板边缘结合强度小于复合板中心处的结合强度，这会导致复合板的经济和实用价值降低。

采用殉爆方式生产爆炸复合板，使所有炸药同时引爆，避免了中心起爆方式的弊端，能有效减少或避免边际效应的发生。使所谓殉爆，是指置于某处的炸药爆炸时，通过某种惰性介质(例如空气）中产生的冲击波引爆另一处炸药爆炸的现象。殉爆的难易程度取决于炸药的冲击波感度。当第一个爆炸发生后，引爆它殉爆距离内的炸药；然后这些炸药爆炸的爆轰波又能再引爆在它殉爆距离内的炸药。如此循环，引发链式反应，最终处于所有爆炸殉爆距离内的全部炸药都将被引爆。殉爆时，同一复板上的炸药几乎同时爆炸，这不同于中心起爆方式的先后非同时引爆，但是，如果采用殉爆方式，需要花费更高的成本，对操作和设备的要求也更高。目前尚无成熟的设备来应用殉爆方式的爆炸复合。

另外，金属板爆炸复合技术通常采用单板露天爆炸的操作方法，会产生大量粉尘，对环境污染大，产量低，经济效益差。

有鉴于此，有必要提出一种可同时制备多个爆炸复合金属板材、能有效消除或减少边界效应的的设备及其使用方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种工艺简单、生产成本低、能有效消除或减少边界效应的爆炸复合板飞边设置方法。

本发明的另一个目的是提供一种可同时制备多个爆炸复合金属板材的设备及其使用方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种可同时制备多个爆炸复合金属板材的设备，包括：爆炸复合滚筒、底座、传动装置和电机；

所述爆炸复合滚筒为底部封闭立式滚筒，其内壁均匀设有若干与轴线平行的爆炸复合面，所述爆炸复合面为平面或曲面，所述爆炸复合面四角处设有夹持装置，爆炸复合滚筒底部中心处设有轴杆；所述夹持装置为带有角钢的紧固件，通过角钢抱紧复合金属板材四角以达到固定目的；

所述底座固定于地面，底座中部垂直设有与所述轴杆相配合的轴槽，轴杆通过设于轴槽内的轴承与底座可转动的连接；

所述传动装置由电机提供动力，传动装置与所述轴杆连接，用以驱动爆炸复合滚筒转动。

优选的是，所述爆炸复合滚筒下部筒壁上对称开设有若干气窗。

优选的是，所述轴槽底部设有缓冲垫。

优选的是，所述传动装置包括传动带或传动齿轮。

优选的是，还包括与所述爆炸复合滚筒匹配的上盖。

一种可同时制备多个爆炸复合金属板材设备的使用方法，包括以下步骤：

s1.表面抛光处理：分别对基板和复板进行表面抛光处理；有夹层金属板的，对夹层金属板两面进行抛光处理；

s2.预合：基板和复板对齐，在四角或边缘处用铆钉或焊接预固定，制成预合板；

s3.布药：在复板上铺设炸药，布药厚度15-25mm；

s4.安装起爆雷管：在其中一块复板上的炸药中心处安装起爆雷管；

s5.预合板安装：在爆炸复合面上铺设衬纸，再将预合板通过夹持装置安装于爆炸复合滚筒的爆炸复合面上，使预合板垂直固定；

s6.旋转：启动电机，使爆炸复合滚筒开始转动；

s7.起爆焊接；当爆炸复合滚筒转速达到500-600r/min时，所有起爆雷管同时引爆；

s8.后处理：包括冷却、清理灰渣、校平、打磨及热处理成复合板材。

优选的是，所述s3中，在布药前，将金属爆炸复合板专用炸药预制为厚度15-25mm的板状，再用薄膜或织物封装定型，得到预制的炸药板，然后将炸药板粘贴或绑缚固定于复板表面。

优选的是，所述炸药板铺设好后，每相邻两块炸药板的距离不超过所用炸药的最大殉爆距离。

优选的是，所述s5中，预合板安装时，应使爆炸复合滚筒的整体重心在其轴线上，以保证爆炸复合滚筒旋转时的稳定。

优选的是，所述爆炸复合滚筒安装于地面或深坑内。

本发明的可同时制备多个爆炸复合金属板材的设备及其使用方法，至少具有以下优点：

1.本发明因出气通道集中在爆炸复合滚筒上口和气窗，爆炸所产生的粉尘更少，收集更为容易，有利于减少环境的污染。

2.适合多个大中型爆炸复合板的生产，生产效率高，经济效益好，实用性强。

3.除一个安装起爆雷管的爆炸复合板以外，其余板材上的炸药均为通过殉爆方式引爆，避免了中心起爆方式的弊端，有效消除或减少了边界效应。

4.在起爆前使爆炸复合滚筒达到一定转速，使板材和炸药在离心力的作用下紧贴在一起，其贴近程度远高于平面放置时，重力所能提供的贴紧程度，此时起爆焊接，有利于提高板材间的爆炸结合率，增强产品的均一性和稳定性，使产品更为耐用，价值更高。

5.由于采用多块炸药板在半封闭的爆炸复合滚筒内同时引爆，形成的瞬间压力较露天爆炸产生的压力和冲击更大，因此，对于布药用量，即炸药板的厚度要求较露天爆炸的生产方式更低，通过更少的炸药量即可到达生产要求，可以减少炸药和起爆雷管的用量，节约生产成本。

6.可用于生产曲面爆炸复合板。

附图说明

图1为一种可同时制备多个爆炸复合金属板材设备的结构示意图。

图2为一种爆炸复合滚筒的俯视图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”，“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

实施例1

如图1-2所示，一种可同时制备多个爆炸复合金属板材的设备，包括：爆炸复合滚筒1、底座2、传动装置3和电机4；

所述可同时制备多个爆炸复合金属板材的设备1为底部封闭立式滚筒，其内壁均匀设有4个与轴线平行的爆炸复合面5，所述爆炸复合面5为平面，所述爆炸复合面四角处设有夹持装置501，爆炸复合滚筒1底部中心处设有轴杆101；所述夹持装置501为带有角钢的紧固件，通过角钢抱紧复合金属板材四角以达到固定目的；将预合板贴紧爆炸复合面以使其稳定受力，通过四角的夹持装置固定预合板为常规固定方式。

所述底座2固定于地面，底座2中部垂直设有与所述轴杆相配合的轴槽201，轴杆101通过设于轴槽内的轴承202与底座可转动的连接；此为常规设置；轴槽201和轴承202为立式的爆炸复合滚筒1提供支撑和转动支点。

所述传动装置3由电机4提供动力，传动装置3与所述轴杆101连接，用以驱动爆炸复合滚筒1转动。

所述爆炸复合滚筒下部筒壁上对称开设有两气窗102。爆炸时，气流从爆炸复合滚筒1的上方和气窗102通过。

所述轴槽201底部设有缓冲垫203。以缓冲爆炸对爆炸复合滚筒的冲击。

所述传动装置3通过传动带传动。

还包括与所述爆炸复合滚筒匹配的上盖6。爆炸复合滚筒在不使用时，盖上上盖，以保护爆炸复合滚筒的内部设施。

实施例2

一种可同时制备多个爆炸复合金属板材设备的使用方法，包括以下步骤：

s1.表面抛光处理：分别对基板和复板进行表面抛光处理；有夹层金属板的，对夹层金属板两面进行抛光处理；

s2.预合：基板和复板对齐，在四角处焊接预固定，制成预合板；如果夹持装置501在夹持时的夹持位置超过了复板的上表面，有可能会影响爆炸复合的效果，为了能使板材整体稳固保持在爆炸复合面5上，且使夹持装置的夹持位置在复板一下，须对基板和复板进行预合。

s3.布药：在复板上铺设炸药，布药厚度18mm；

s4.安装起爆雷管：在其中一块复板上的炸药中心处安装起爆雷管；只需引爆一块炸药板，即可通过殉爆方式引爆其他炸药板。

s5.预合板安装：在爆炸复合面上铺设衬纸，再将预合板通过夹持装置安装于爆炸复合滚筒的爆炸复合面5上，使预合板垂直固定；

s6.旋转：启动电机4，使爆炸复合滚筒1开始转动；

s7.起爆焊接；当爆炸复合滚筒转速达到500-600r/min时，所有起爆雷管同时引爆；爆炸复合滚筒转速500-600r/min时就会有较强的离心力，值得说明的是，爆炸复合滚筒转速可以在保证安全的范围内设置更高，可根据实际情况自行选择，但需要注意的是，转速过高、加速度过猛时时可能导致炸药板自爆，这其实也是一种引爆炸药板的方式，但为了使生产可控，还是选择了相对稳妥的起爆雷管。

s8.后处理：包括冷却、清理灰渣、校平、打磨及热处理成复合板材。本发明的爆炸复合滚筒为立式，清理灰渣时，可通过气窗来进行清理。

所述s3中，在布药前，将金属爆炸复合板专用炸药预制为厚度15-25mm的板状，再用薄膜或织物封装定型，得到预制的炸药板，然后将炸药板粘贴或绑缚固定于复板表面。这样使得预合板在垂直固定时炸药不至于松散脱落。

所述炸药板铺设好后，每相邻两块炸药板的距离不超过所用炸药的最大殉爆距离。

所述s5中，预合板安装时，应使爆炸复合滚筒1的整体重心在其轴线上，以保证爆炸复合滚筒旋转时的稳定。以延长爆炸复合滚筒的使用寿命。

所述爆炸复合滚筒1安装于地面或深坑内。

实施例3

与实施例1类似，其区别之处在于，所述爆炸复合面为曲面，以制备基板、复板为曲面的爆炸复合板，同时，炸药板也应预制为相适应的曲面。

对比例1

与实施例2类似，其区别之处在于，爆炸复合滚筒不转动。

对比例2

与实施例2类似，其区别之处在于，在爆炸复合滚筒转速为200r/min时引爆。

对比例3

采用常规爆炸复合方法，基板和复板平放，布药厚度30mm，复板中心处设起爆雷管，引爆焊接。

实施例4

以钛板与碳钢板的爆炸焊接实验为例，复板用ta2纯钛板3×900×4600mm；基板用q345r碳钢板16×900×4600mm；实施例1和对比例1-2各有10组钛板与碳钢板进行爆炸复合试验，之后统计各组爆炸复合板情况，其结果如下：

由试验结果可知:本发明通过改变引爆方式、设置半开放的爆炸空间、设置多个爆炸复合面、在爆炸复合滚筒旋转时引爆等方式，较好的减少了爆炸复合时的边际效应，很好的保证了爆炸复合的结合率，提高了生产效率，具有很好的实用性。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的实施例。