爆炸焊 - 图文

稳定的。它与食盐或柴油混合以后“惰性”更大。颗粒状的硝酸铵和鳞片状的梯恩梯可以用球磨机破碎成粉末而不会爆炸。

铵盐和铵油炸药只有在梯恩梯等高爆速炸药的引爆之下才能稳定爆炸。 梯恩梯炸药还得靠雷管来引爆。而雷管中的高爆炸药只有在起爆器发出的数百伏高电压下才会爆炸。所以，在现场操作中，只要严格控制好雷管和起爆器，通常是不会出现严重的危害安全事故的.

四、焊接规范参数

爆炸焊接的工艺参数分初始参数、动态参数和结合区参数，三者相互关联。当初始参数确定后，动态参数和结合区参数(指波形的高和长)就相应确定了。合理的焊接工艺参数应满足以下三个要求： a．在碰撞时产生射流；

b．在结合区呈现波形；

c．消除或减少结合区内的熔化。

爆炸焊的初始参数包括单位面积炸药量和间距，前者表征输入焊接界面的能量，后者提供了复板加速的空间和便于排除再入射流的条件。

爆炸焊是一个动态过程，其动态工艺参数有冲击速度、碰撞速度和碰撞角度等。

爆炸焊工艺参数主要有；复层与基层金属材料的厚度、长度和宽度尺寸，炸药的品种，状态和数量及其爆炸性能数据，安装后复层相基层之间的间隙距离等。

1.炸药

炸药是爆炸焊的能源，其种类和密度决定着爆速。引爆速度是由炸药的厚度、填充密度或混合在炸药中的惰性填料数量决定的。一般密度越大，爆速越高。当密度给定时，厚度大则爆速高。为了获得优质结合，要求爆速接近复板金属的声速。

爆速过高，会使撞击角变小，作用力过大，撕裂结合部位；爆速过低，不能维持足够的爆炸角，也不能产生良好结合。

如果沿整个装药层各处的密度和厚度不均匀，则上述三个动态参数Y／cp不稳定，从而导致结合区的波形参数变化，连接质量没有保证。 单位面积炸药量W

2.安装间隙和安装角

安装间隙h（平形法）和安装角α（角度法）都是影响爆炸角的主要因素之一,在爆炸焊中，如果爆炸角过小，无论撞击速度多大，也不会产生射流现象，却会引起结合面上及其严重的熔化现象，出现低质量的结合。

通常是根据复板加速至所要求的碰撞速度来确定间距h值。 通常h可选为复板厚度的0.5－1.0倍。 α的选择应该保证碰撞角β在5-25°之间 3. 表面状态

表面状态与形成物理接触面积有关,对焊接质量极其重要影响.焊前一定要进行表面清理以保持金属表面尽可能的清洁和具有一定粗糙度。

4. 基复比

基板与复板 厚度之比。 基复比越大则复合越容易，复合质量也容易保证。当基复比接近1时复合比较困难，一般要求基复比在2以上

式中卜—碰撞角，一般焊接过程是在(。+卢)二5‘～25‘范围内进行的。

复板密度不同，使用的h值在复板厚度的o．5—2．0之间，实用的最小g值与炸药厚度疗，和复板厚度6有关，即

g＝0．2(J。十a) (11．9)

g增大则夕增大，若g过大，则波形尺寸将减小。

在工件金属和炸药品种确定之后，只要

知道炸药量和间隙距离，就可以进行爆炸焊试验。 所使用的炸药量和间隙值与工件金属的厚度和强度 有一定的关系。这种关系有各种经验表达式．以复 合板的爆炸焊为例，现列出其中之一．

0.6h?A(??)

We?BC(??)0.6?s0.2h0.5

式中 h－复板与基板之间的间隙距离(cm)；

we－复板单位面积上布放的炸药量，(g/cm2)；

ρ－复板的密度(g/cm2)；δ－复板的厚度(cm)； σs－复板金属材料的屈服强度(MPa)，

A、B、C－计算系数，A为0.1～1.0，B为0.05～3.0 ; C为0.5～2.5 当h和We计算出来之后，就准备相应尺寸的间隙柱和算出炸药的总需量。然后进行一组小型复合板的试验。试验结果如有偏差，可对原来计算的h和we值进行适当的调整。再使用试验得到的能满足技术要求的工艺参数，进行大面积复合板的爆炸焊接． 五、爆炸焊特点

(1)优点：

a．能将任意相同的、特别是不同的金属材料迅速和强固地焊接起来 例如Ta、Zr、A1、Ti、Pb等与碳钢、合金钢、不锈钢的连接，用其他焊接方法难以实现，用爆炸焊则很容易实现。主要是因为爆炸焊不易产生脆性化合物层或者能把它减小至最低限度。

b．可以焊接尺寸范围很宽的各种零件，可焊面积从13—28m2。爆炸焊接时，若基板固定不动，则其厚度不受限制；复板的厚度为0.03～32mm，即所谓包复比很高。

c．可以进行双层、多层复合板的焊接，也可以用于各种金属的对接、搭接焊缝与点焊。

d．爆炸焊工艺比较简单,不需要复杂设备,能源丰富,投资少,应用方便。 e．爆炸焊不需要填充金属，结构设计采用复合板可以节约贵重的稀缺金属。

f. 焊接表面不需要很复杂的清理,只需去除较厚的氧化物、氧化皮和油污。g. 能源为低爆速的混合炸药、它们价廉、易得、安全和使用方便。 爆炸焊的缺点

a．被焊的金属材料必须具有足够的韧性和抗冲击能力以承受爆炸力的剧烈碰撞。度大于690MPa的高强度合金难以进行爆炸复合。

b．因为爆炸焊时，被焊金属间高速射流呈直线喷射，故爆炸焊一般只用于平面或柱面结构的焊接，如板与板、管状构件、管与板等的焊接；复杂形状的构件受到限制。

c．爆炸焊大多在野外露天作业，机械化程度低，劳动条件差，易受气候条件限制。

d．基板宜厚不宜薄，若在薄板上施焊，需附加支托，从而增加了制造成本。

巳爆炸焊时产生的噪声和气浪，对周围环境有一定影响，虽然可以进行水下、真空中或埋在沙子下进行爆炸，但要增加成本。 六、爆炸焊缺陷和检测 1. 爆炸焊缺陷

爆炸焊的宏观缺陷主要如下。 ①结合不良 是指爆炸焊后，复板与基板之间全部或大部分没有结合，或者即使结合但强度甚低。要克服这种缺陷首先应选用低爆速炸药，其次是使用足够的炸药量和适当的间隙距离，另外，选择好起爆位置，使之能缩短间隙排气路程，创造有利于排气的条件。

②鼓包 在复合板上局部位置有凸起，其间充满气体，敲击时发出“梆梆”声。要消除鼓包除了选择合适炸药量和间距外，主要注意要造成良好的排气条件。

③大面积熔化 多发生在双金属爆炸焊，在结合面上产生大面积熔化。产生这现象的主要原因是焊接过程中间隙内没及时排出的气体，在高压下被绝热压缩，大量的绝热压缩热使气泡周围的一薄层金属熔化。要减轻和消除这现象，主要是采用低爆速炸药和中心起爆法，以创造良好的排气条件。 ‘ ④表面烧伤 是指复板受爆炸热氧化烧伤。防止这一现象是使用低爆速炸药和采用黄水玻璃或沥青等保护层置于炸药与复板之间。 ⑤爆炸变形 是指爆炸焊后复合板在长、宽、厚三个方向的尺寸和形状上发生宏观的和不规则的变化。一般情况下这种变形很难避免，但可以采取一些措施减轻变形，例如增加基板的刚度或其他特殊工艺措施。变形后的复合板在加工或使用前必须校平或调直。

⑥爆炸脆裂 多出现在材质常温冲击性能太低，强度或硬度很高的情况。除非采用热爆炸焊工艺(即爆前对工件预热)，一般很难消除。 ⑦雷管区未结合 在雷管引爆的部位，由于能量不足和排气不畅而引起该区未结合，通常采用在该处增加炸药量或将其引出复合面积之外的办法来避免。 ⑧边部打裂 在复合板的周边或复合管(棒)的前端，由于边界效应而使复层被打伤、打裂的现象。产生的主要原因是周边或前端能量过大，因此，只要减少边部或前端的炸药量，增加复板或复管的尺寸或在厚板的待结合面之外的周边刻槽等措施就可以减少或清除这种现象。

⑨爆炸打伤 是指由于炸药结块或分布不均匀，使局部能量过大，或者炸药内混有固态硬物，它撞击复板表面而出现的麻坑、凹陷或小沟等，影响表面质量。主要防止措施是细化和净化炸药和布药均匀。

上述均为宏观缺陷。在爆炸复合板内部通过一些非破坏和破坏性的方法还可能测出微观缺陷，如微裂纹(特别是产生在双金属板结合界面的微裂纹)、显微孔洞、夹杂物或粗大的组织状态等。这些微观缺陷会造成爆炸复合件的显微组织不均匀，影响复合件的力学性能。 2. 爆炸焊检验

． 爆炸复合材料的检验项目和方法性的和破坏性的两大类。 非破坏性检验

(1)表面质量检验 其目的是对复合件的复层表面及其外观进行质量检查，如打伤、打裂、氧化、烧伤、翘曲度，尺寸公差和其他外观情况等。 (2)轻敲检验 用手锤对复层各个位置逐一轻鼓，以其声响来初步判断复合材料的结合情况。由此还可以大致计算其结合面积率。 ’

(3)超声检验 其目的是对复合件的结合情况和结合面积进行定量的测