一种聚能穴爆炸焊接方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种复合金属材料的焊接工艺，尤其是一种金属复合管板的焊接结构 及其方法。
【背景技术】
[0002] 爆炸焊接中的力学和能量问题有两个显著的特点：过程的瞬时性和载荷的巨大 性。爆炸焊接复合板在雷管区(起爆点）附近有不结合区域是一个必然的规律，形成雷管区 的主要原因是复板初始下落与基板发生垂直碰撞，碰撞角为0 °，而实现复合的碰撞角 应在8~1 0°以上，从0°发展到1 0°需经过一定的距离，该距离即为雷管区。至今为 止，任何方法都不能完全消除雷管区；如何寻找一个特殊的起爆方式可以有效的控制、缩小 雷管区(不结合区域）在〇30mm以下成了业界的一个技术难题。
【发明内容】
[0003] 针对现有技术存在的问题，为满足爆炸焊接复合板要求，阐述了利用聚能效应的 机理达到控制爆炸焊接中雷管区不结合的面积。通过多次试验研究：采用合理的聚能起爆 方式能够控制缩小爆炸焊接雷管区不结合面积。
[0004] 本发明的技术方案是：一种聚能穴爆炸方法，包括以下步骤：1)放置基板、覆板； 将经过表面处理过的基板和覆板安装在炮台上；2)装药；在覆板的四周安装用于阻挡炸药 的边框，将爆炸焊接用低速炸药铺设于覆板上；3)设置聚能穴，在炸药中心或一侧挖聚能 穴，所述聚能穴的形状为倒圆锥形槽其底部有锥形突起的；所述聚能穴填充起爆装药；4) 安装起爆雷管；在所述聚能穴装药上方安插起爆雷管；5)起爆焊接。
[0005] 作为优选的技术方案，本发明的进一步特征有：所述低速炸药为参有稀释剂的粉 状乳化炸药，爆速为1800m/s-3000m/s，布药高度为30_40mm。
[0006] 作为优选的技术方案，本发明的进一步特征有：所述起爆装药为参有稀释剂的粉 状乳化炸药或者铵油炸药，爆速为3500m/ s-4500m/s。
[0007] 作为优选的技术方案，本发明的进一步特征有：所述聚能穴倒圆锥锥面与水平面 的夹角为a，a选择15-75°。
[0008] 作为优选的技术方案，本发明的进一步特征有：所述基板为合金钢或碳钢；所述 覆板为铝、铜、钛、锆、钽、铌或不锈钢的一种或多种。
[0009] 本发明的有益效果是：为缩小雷管区，就必须设法使复板下落点面积足够小，速度 足够大，这样才能使碰撞角在很短距离内达到爆炸焊接所必须的数值。对于复板3mm以下 复板直接起爆即可，而复板4mm以上的复板必需通过辅助药包进行起爆。有色金属的雷管 区还会更大一些，并且随着复层厚度的增加而雷管区也相应的增大。通过聚能方式引爆，可 以快速使复板与基板达到倾斜碰撞，从而使雷管区的面积减小，尤其是高爆速的作业区将 会起到很大作用。使用聚能穴正好能解决这一问题，通过对改变聚能穴的形状和装药密度 等，使聚能效应控制在一定范围内，即使聚能穴下的复板形成突起，在与基板控制过程中形 成"点"接触，从而形成倾斜碰撞角。
[0010] 采用聚能起爆对缩小雷管区有很好效果，工艺参数合适可使复层1 〇 _爆炸焊接 复合板雷管区< Φ30ι?πι。通过聚能装药方式起爆,起爆中心的压力比四周高，在基复板碰 撞前预先形成倾斜角，从而缩小了起爆点附近（雷管区）的不结合区。本方法可以通过适 当的调整聚能装药参数，可以应用于今后复板较厚的爆炸复合大规模生产中。通过实验发 现，在中心使用聚能穴起爆方式，可以很好的降低边界效应。这样不仅节省了补焊的焊接成 本，保证了有色金属的焊接质量。
【附图说明】
[0011] 图1为本发明的一具体实施例的结构示意图。
[0012] 图2为图1的局部放大图。
[0013] 图中：1、基板，2、覆板，3、边框，4、低速炸药，5、聚能穴，6、雷管，7、突起。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0015] 本发明的实施例如下： 一种聚能穴爆炸方法，包括以下步骤：1)放置基板1、覆板2 ;将经过表面处理过的基板 1和覆板2安装在炮台上；2)装药；在覆板2的四周安装用于阻挡炸药的边框3,将爆炸焊 接用低速炸药4铺设于覆板2上；3)设置聚能穴5,在炸药中心挖聚能穴5。所述聚能穴 5的形状为倒圆锥形槽其底部有锥形突起7的；所述聚能穴填充起爆装药；4)安装起爆雷 管；在所述聚能穴装药上方安插起爆雷管；5)起爆焊接。在其他实施例中本聚能穴还可以 在低速炸药的一侧挖聚能穴，其方法和聚能穴的形状如上所讲在此不再赘述。在本实施例 中，其中的低速炸药为参有稀释剂的粉状乳化炸药，爆速为1800m/ s-3000m/s，布药高度为 30-40mm。起爆装药为参有稀释剂的粉状乳化炸药或者铵油炸药，爆速为3500m/ s-4500m/s。
[0016] 另外，所述基板为合金钢或碳钢；覆板为铝、铜、钛、锆、钽、铌或不锈钢的一种或多 种。基板和覆板的规格视具体的工矿选择不同爆速的爆炸焊接炸药，具体的方案在此不再 赘述。
[0017] 另外在实施例中，聚能穴倒圆锥锥面与水平面的夹角为a，a选择15-75°，聚能 穴的底面直径D根据情况而定具体可以参见下面。聚能穴采用了倒圆锥形，当聚能穴的起 爆炸药(高爆速炸药）爆炸时应和低速炸药的结合是向外扩散时逐渐向聚能穴外周推出的， 这样能够使得炸药的冲击波在起爆时形成一个倾斜角向外逐步推进。爆炸冲击波向聚能穴 中心的推进也是在瞬间完成的，增加突起的原因是降低聚能穴中心部位爆速，防止爆炸射 流将起爆点穿孔。并且能够减小或消除雷管区不结合区的面积。
[0018] 通过对不同厚度复板实验效果进行分析，找出最佳的炸药及聚能穴最佳装药参 数，以及聚能效果随外界条件变化的一般规律。实验数据如下。
【主权项】
1. 一种聚能穴爆炸焊接方法，其特征在于：包括以下步骤： 1) 放置基板、覆板；将经过表面处理过的基板和覆板安装在炮台上； 2) 装药；在覆板的四周安装用于阻挡炸药的边框，将爆炸焊接用低速炸药铺设于覆板 上； 3) 设置聚能穴，在炸药中心或一侧挖聚能穴，所述聚能穴的形状为倒圆锥形槽其底部 有锥形突起的；所述聚能穴填充起爆装药； 4) 安装起爆雷管；在所述聚能穴装药上方安插起爆雷管； 5) 起爆焊接。
2. 根据权利要求1所述的爆炸焊接方法，其特征在于：所述低速炸药为参有稀释剂的 粉状乳化炸药，爆速为1800m/s-3000m/s，布药高度为30_40mm。
3. 根据权利要求1所述的爆炸焊接方法，其特征在于：所述起爆装药为参有稀释剂的 粉状乳化炸药或者铵油炸药，爆速为3500m/ s-4500m/s。
4. 根据权利要求1所述的爆炸焊接方法，其特征在于：所述聚能穴倒圆锥锥面与水平 面的夹角为a，a选择15-75°。
5. 根据权利要求1所述的爆炸焊接方法，其特征在于：所述基板为合金钢或碳钢；所述 覆板为铝、铜、钛、锆、钽、铌或不锈钢的一种或多种。
【专利摘要】本发明提供一种聚能穴爆炸焊接方法，包括以下步骤：放置基板、覆板；将经过表面处理过的基板和覆板安装在炮台上；装药；在覆板的四周安装用于阻挡炸药的边框，将爆炸焊接用低速炸药铺设于覆板上；设置聚能穴，在炸药中心或一侧挖聚能穴，聚能穴的形状为倒圆锥形槽其底部有锥形突起的；聚能穴填充起爆装药；安装起爆雷管；在所述聚能穴装药上方安插起爆雷管；起爆焊接。本发明能够减小或者消除起爆点即焊接雷管区的不结合问题。
【IPC分类】B23K20-08
【公开号】CN104646819
【申请号】CN201410847128
【发明人】周景蓉, 张方晓, 陈寿军, 黄文 , 吴小玲, 黄雪
【申请人】南京三邦金属复合材料有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年12月31日