一种聚能穴爆炸焊接方法.pdf

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。

权利要求书
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а，а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。

说明书一种聚能穴爆炸焊接方法
技术领域
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
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８～１０°以上，从０°发展到１０°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Φ30mm以下成了业界的一个技术难题。
发明内容
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。
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。
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。
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。
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а，а选择15-75°。
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。
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。
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１０mm爆炸焊接复合板雷管区≤Φ30mm。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
图1为本发明的一具体实施例的结构示意图。
图2为图1的局部放大图。
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
下面结合附图对本发明作进一步说明。
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。
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。
另外在实施例中，聚能穴倒圆锥锥面与水平面的夹角为а，а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。
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。

 试验收到了很好的效果，进行无损超探，检测雷管区的直径大小及不结合区的大小来验证本方法的技术效果。得到的雷管区的检测结果如下：

     在超探和测厚的基础上，将8号板锯开，利用着色的方法对8号板雷管区的大小进行测量，测出结果为28.63mm。并且上述8组实施例中不结合区均很小或没有不结合区。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。