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爆炸焊接课件

发布日期:2020-06-11 10:50 作者:赌钱网址 点击:

  爆炸焊接 爆炸焊接(explosive welding)是一种利用炸 药爆炸产生的冲击力造成工件迅速碰撞而实现 焊接的方法,通常用于异种金属之间的焊接。 如钛、铜、铝、钢等金属之间的焊接,可以获 得强度很高的焊接接头。而这些化学成分和物 理性能各异的金属材料的焊接,用其他的焊接 方法很难实现。现代工业需要多种多样的金属 复合材料,爆炸焊接工艺应运而生。 爆炸焊接过程的基本原理 复合板即由两块或多层板爆炸焊接而 成。包覆上的与原板性能相同或不同 的板材,称为覆板,原板即称为基板。 基板要比覆板厚得多,覆板厚度对基 板厚度的比值,称为复合比。 如图是爆炸焊接的典型装置。图中基板 (通常为钢板)厚度应为覆板厚度的2.5 倍以上,两板复合面事先清洗干净。覆板 四周比基板大5mm-10mm,二者之间保持 一定间隙,覆板用焊于基板四周的铁丝作 支撑。覆板上均匀铺上炸药,药框可用木 板或纸板制作。基础是石沙堆或泥地。 以平板爆炸焊接为研究对象。当基板与覆 板之间以角相交,当覆板表面的炸药以爆 轰速度VD传播时,复板在爆轰物的高温 高压作用下,以Vα的速度向基板碰撞、压 合,当这一速度达到某一数值时,两金属 接触瞬间,在高压作用下形成金属流,进 而复板与基板焊接在一起。 焊接后将焊接面剖开,在金相显微镜下 观察,可看到细微的波状结构。如作金 相分析,便知两金属彼此己渗入到对方 的组织中,此种情况说明爆炸焊接成功。 爆炸焊接的特点 爆炸焊接是一种较为先进的工艺技术, 它的最大特点是能够把普通焊接方法较难焊 接的异种金属焊接在一起。特别是有色金属 与黑色金属的焊接,用常规的焊接方法较难 实现,即使用特殊的焊接方法把它们焊接在 一起,其接头质量也难保证。而爆炸焊接接 头界面处的结合强度往往大于母材本身的强 度。另外,爆炸焊接可以完成大面积的焊接, 这一点是其他焊接方法所无法代替的。 爆炸焊接国内外现状 爆炸焊接是Carl在1944年首先提出来的, 他第一个观察到了由炸药爆轰引起的材料在 高速碰撞下的固相焊接,于是提出了利用爆 炸和超声波技术把各种金属焊接在一起的设 想。 随后,美国的Philipchuk V第1次把爆 炸焊接技术引入到实际工业中,成功地 实现了铝与钢之间的爆炸焊接。到20 世纪60年代初期,英国、前苏联、联 邦德国、捷克、日本等国也相继开展了 对爆炸焊接技术和理论的研究,使该项 技术日趋成熟 同时,我国也有少数人开始从事爆炸焊接 方面的实验及其理论研究,1968年大连造 船厂陈火金等试制成功了国内第1块爆炸复 合板。随着工业的发展,越来越多的工程 需用优质的不锈钢材或各种稀有金属加工 成的耐腐蚀、耐高温、耐磨的部件,这极 大地推动了爆炸焊接技术的发展。 特别是20世纪80年代以来,爆炸焊接理 论和实验技术得到了长足的发展,应用 技术也有了许多创新,使得该技术在化 工、石油、制药、造船、军事,甚至核 工业、航空航天等领域都有广泛的应用。 国内外在爆炸焊接领域进行了大量的 理论和实践工作,这些工作在一定程 度上揭示了爆炸焊接过程的内在本质, 但是目前的研究水平和实验方法非常 有限,理论基础明显不足,对爆炸焊 接的机理还未彻底了解。 复合钢板爆炸焊接技术应用于20世纪80 年代,它利用在爆炸过程一瞬间产生的一方 向向另一方向延伸的爆炸力对复材和基材进 行高速而强力的平面推力摩擦产生的热能和 化学能,将复材与基材两种金属牢牢地焊接 在一起。这种技术为社会节约了大量的有色 金属或不锈钢等较贵的金属,也为生产者带 来了丰厚的利润。 该技术适用于石化、造船、冶金、电子、 航天、汽车、机械制造等领域。近几年来, 已开发研制出40多种金属复合材料产品, 并已在全国二十几个省、自治区、直辖市 的100多个单位推广应用,部分产品已销 往国外。 爆炸焊接和爆炸复合材料在汽车中的应用 近几年,用爆炸焊接加轧制工艺开发和生 产了汽车空调器用的三层铝合金复合钎料。 这种铝合金复合钎料(箔卷材)国内外都用轧 制复合工艺生产。将其改用爆炸焊接加轧 制法后,不仅产品的质量和成材率高,而 且成本低。 爆炸焊接在能源技术中的应用 爆炸焊接的异种金属的导电复合材料 和用其制造的各种形状及用途的过渡 电接头,在电力和电解工业中有显著 的技术和经济价值,值得大力推广。 爆炸加工技术在宇航、军工、化工等方面的 应用 例如宇宙火箭上各种形状的大型铝制舱壁、 压力容器上的圆盖、锅炉的顶板、热交换器 中的凸状通风板以及铝制大型反射器等,都 用得着爆炸成型技术。利用铜一钢复合板焊 接轮船或军舰上的部件可以收到高强度、耐 海水腐蚀的效果; . 爆炸焊接技术在金属腐蚀与防护中的应用 爆炸焊接作为一种特种焊接技术,它的特点 是在瞬间能将相同的、特别是不同的和任意 的金属材料组合,简单迅速和牢固地焊接在 一起,因此可以制造大面积的各种组合、各 种形状、各种尺寸和各种用途的双金属及多 金属复合材料。 爆炸复合材料为金属的腐蚀与防护提供了新 型的价廉物美的结构材料系统,爆炸焊接为 这种系统的建立提供了一种先进的生产技术。 爆炸焊接技术和爆炸复合材料在金属材料的 腐蚀与防护中的应用,其理论和实践为腐蚀 和防护这门学科增添了新鲜内容。这种技术 和材料应当在这领域引起更多的重视,获得 更大的发展。 爆炸焊接对炸药的要求 爆炸焊接对所用炸药有严格的要求,炸 药的爆速一般在2000m· s左右,殉爆、 猛度适宜,通常复合板的面积越大,复 板延展性越差,炸药的爆速应当越低。 爆炸焊接原先一直使用2#岩石铵梯炸药 作为爆炸焊接专用炸药,使用效果较好, 由于2#岩石铵梯对环境和作业人员存在 严重危害,需要新的炸药进行替代。 爆炸焊接专用炸药配制原则 基础爆炸焊接专用的基本原理, 是在一种炸药中加入另一种与其相容的、广 义的稀释剂,降低其爆速。配制爆炸焊接专 用炸药的制造方法很多,不同类型的爆炸焊 接专用炸药往

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