一种低耗能的爆炸复合棒的制备方法

1.本发明属于爆炸焊接领域，涉及一种低耗能的爆炸复合棒的制备方法。


背景技术：

2.爆炸焊接是一种使用炸药爆炸生成的冲击力加速复层材料,使复层材料在短时间内与基层材料高速碰撞产生高温高压的焊接方法，能够制备双金属乃至多金属复合材料。爆炸焊接最大的特点是能在极短时间内将绝大部分相同或不同的金属材料迅速、牢固的焊接在一起，制造出用途广泛的双金属乃至多金属复合材料。
3.双金属复合材料可以完美地结合不同金属的机械与化学优势，而利用不同种类金属复合而成的双金属复合棒作为优质工业材料，能够同时集强度高、耐腐蚀、可塑性强等不同材料的优点于一身，因此其被广泛应用于城市建筑，石油运输，航空航天等行业。例如钢/铜双金属棒可以用于高炉冷却部装配零件，铝/铜双金属复合棒是阴极导电头的理想选择等等。
4.爆炸焊接作为当前复合金属材料的常用方法，具有其他复合技术无法比拟的优点。但爆炸焊接并非完美无缺，其仍有不足之处亟待解决：传统爆炸焊接在生产过程中炸药爆炸产生的高温会对复合棒表面造成不容忽视的烧蚀损伤，严重影响到复合产品的质量，在生产的同时也会带来噪声及粉尘等次生污染。传统爆炸焊接中待复合管材的尺寸均为固定值，无法自由调节，并且难以对薄壁管材料和棒状材料进行焊接复合。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种低耗能的爆炸复合棒的制备方法，旨在解决当前对管材与棒材进行爆炸复合存在的部分问题。该方法可操作性较高，能够根据实际需求方便地调整水环境的厚度，进而达到自由调节复合管材的尺寸的目的，且能有效降低制备过程中炸药对爆炸复合棒表面的烧蚀损伤。
6.本发明所采用的技术方案是一种低耗能的爆炸复合棒的制备方法，其内容步骤包括以下方面：
7.1)由内至外将待复合棒材1、待复合管材2、小尺寸pvc管4
‑
1、大尺寸pvc管4
‑
2按顺序同轴设置；
8.2)在pcv管4
‑
1、pvc管4
‑
2之间安装由雷管与炸药制成的环形药柱，构成待焊接管材的爆炸装置4；
9.3)在待复合管材2、爆炸装置4之间注满水，构建水环境3；
10.4)将爆炸装置4引爆，利用水环境3传递爆炸产生的高压将待复合管材与待复合棒材牢固焊接，得到爆炸复合棒。
11.本发明制备方法简单、操作通俗易懂且成本较低，一次焊接生产所使用的炸药量仅为传统制备爆炸复合棒方法的数分之一。当前制备爆炸复合棒多采用炸药与待复合管材直接接触的焊接方法，这不仅较为浪费炸药爆炸产生的能量，而且会对复合棒表面造成严
重的烧蚀损伤。本发明通过在爆炸装置与待复合材料之间设置水环境以避免其直接接触，利用炸药爆炸对水环境产生的水压间接实现待复合管材和待复合棒材的焊接，不但减少了爆炸焊接过程中产生的粉尘和噪声等次生污染，而且有效避免了炸药与管材直接接触产生的高温引起的复合管材局部缺陷问题，增加了炸药的能量利用率。待复合管材和棒材的材料与尺寸选取可以根据实际操作需要任意变更，操作方便快捷，可操作性更高。
附图说明
12.图1为本发明的结构设计图，包括待复合棒材、待复合管材、爆炸装置和水环境的设置；
13.图2为本发明的三维结构设计图
具体实施方式
14.以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
15.结合附图给出，一种低耗能的爆炸复合棒的制备方法，包括以下步骤：
16.1)由内至外将待复合棒材1、待复合管材2、小尺寸pvc管4
‑
1、大尺寸pvc管4
‑
2按顺序同轴设置；
17.2)在pcv管4
‑
1、pvc管4
‑
2之间安装由雷管与炸药制成的环形药柱，构成待焊接管材的爆炸装置4；
18.3)在待复合管材2、爆炸装置4之间注满水，构建水环境3；
19.4)将爆炸装置4引爆，利用水环境3传递爆炸产生的高压将待复合管材与待复合棒材牢固焊接，得到爆炸复合棒。
20.与传统技术相比，本发明具有以下优点：
21.1)本发明将待复合材料与爆炸装置之间设置为水环境，因此待复合管材和棒材的材料选择与尺寸选取可以根据实际操作需要任意选取，操作方便快捷，与传统制备爆炸复合管技术相比可操作性更高。
22.2)本发明制备简单且成本较低，炸药的能量利用率较高，一次焊接生产所使用的炸药量仅为传统制备爆炸复合棒方法的数分之一。
23.3)本发明利用水环境将爆炸装置与待复合材料隔绝避免直接接触，通过水介质传递炸药爆炸产生的高压来实现待复合管材与待复合棒材之间的焊接，有效避免了因炸药与管材直接接触产生部分温度差而引起的复合棒表面局部缺陷，解决了传统爆炸焊接技术难以将薄壁管材与棒材高质量复合的问题，同时减少了爆炸焊接过程带来的粉尘和噪声等次生污染。


技术特征：
1.一种利用水压制备高质量爆炸复合棒的方法，其特征在于，包括以下步骤：1)由内至外将待复合棒材1、待复合管材2、小尺寸pvc管4
‑
1、大尺寸pvc管4
‑
2按顺序同轴设置；2)在pcv管4
‑
1、pvc管4
‑
2之间安装由雷管与炸药制成的环形药柱，构成待焊接管材的爆炸装置4；3)在待复合管材2、爆炸装置4之间注满水，构建水环境3；4)将爆炸装置4引爆，利用水环境3传递爆炸产生的高压将待复合管材与待复合棒材牢固焊接，得到爆炸复合棒。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述待复合管材2壁厚为0.2～8mm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述爆炸装置4与所述待复合管材2、之间存在水环境3；所述待复合管材2与所述待复合棒材1之间设置有空气间隙。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述水环境厚度可依据待复合管材的尺寸任意设置。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述空气间隙厚度为待复合管材的0.4～1.2倍。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述爆炸装置由pvc管、雷管、爆炸复合用炸药构成；所述爆炸装置壁厚为5～25mm。

技术总结
本发明提供了一种低耗能的爆炸复合棒的制备方法，包括：由内至外将待复合棒材、待复合管材、pvc管1、pvc管2同轴设置，并在pvc管之间设置雷管与炸药制成待焊接材料的爆炸装置；在待复合管材和爆炸装置之间注满水，构建水环境；引爆爆炸装置将待复合管材与棒材焊接结合，得到爆炸复合棒。传统爆炸焊接难以对薄壁管材复合加工，本发明提供的利用不可压缩的水介质传递炸药爆炸产生的高压复合管材与棒材的方法，不仅能够对薄壁管材进行高质量复合加工，还有效避免了炸药爆炸产生的高温对管材造成损伤；而待复合管材的尺寸可根据需要任意选取，与传统技术相比可操作性更高；有效降低了粉尘及噪声等次生污染的危害，保证生产质量的同时兼顾了环保安全。同时兼顾了环保安全。同时兼顾了环保安全。


技术研发人员：缪广红 胡昱 张念丰 艾九英 祁俊翔 李亮
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：2021.04.27
技术公布日：2021/10/18