爆炸焊接是利用炸藥爆轟作為能源進行金屬間焊接的一門新興邊緣學科,並具有實用價值的技術。涉及爆炸力學和金屬材料學等多門學科應用。
利用炸藥的爆轟作用,推動復板高速運動,並與基板發生傾斜碰撞,產生劇烈的塑性變形和射流,射流帶走表面的汙染層,從而使待焊金屬平板之間以潔淨的表面相互接觸,在高壓,大變形,高溫作用下兩層板材就會實現牢固的冶金結合。
1。覆蓋版;2。熔接區;3。基板;4。爆炸;5。炸藥;6。噴射流
爆炸焊接結合介面狀態(波狀)
↑宏觀平面結合面(去除覆層材料,呈波狀)
↑多層多材質結合面剖面
↑三層三材質結合面剖面
↑兩層兩材質結合面剖面
↑用掃描電鏡觀察的鈦-鋼介面。
爆炸焊接是否安全
爆炸焊接作業地點通常都選在遠離居民區的偏遠地帶,當考慮了噪音的影響,也考慮了衝擊波的效應後,一般不再重複考慮衝擊波的效應。唯一應注意的是:起爆時,所有施工人員都應撤離到以衝擊波安全距離所確定的警戒線之外,以免發生衝擊波傷人事故。
由於爆炸焊接時,炸藥是裸露在空氣中的,且與裝藥下表面接觸的為金屬復板,因此爆炸焊接中,一般不會產生飛石,但應注意,切忌用碎石或鐵絲等堆積、纏繞在裝藥框周圍,否則這些固體硬物可能飛出,造成傷人、毀物之惡果。
爆炸焊接作為一種特種焊接技術,其裝藥形式和一般土石方爆破有很大的區別,其爆破時對周圍環境產生的危害也有自己的特點。若與土石方爆破相比較,則爆炸焊接的毒氣、噪音、地震波危害較大而飛石危害較小。因此,在選擇爆炸焊接作業點或進行爆炸焊接的安全性校核時,首先要用一次爆炸焊接的最大用藥量對地震波、毒氣、噪音進行計算,並與《爆破安全規程》中國家標準的允許值相比較。必要時就需採取種種防護措施。
爆炸焊接優點
(1)可實現同種及異種金屬材料的連線;
(2)可焊接的尺寸範圍寬(可焊面積13~28平方米);
(3)可進行雙層、多層板的焊接;
(4)工藝簡單,不需複雜裝置,投資少,應用方便;
(5)不需填充金屬,可節省貴重金屬;
(6)表面清理要求不高,需簡單清除氧化皮和油汙。
爆炸焊接缺點
(1)被焊的金屬材料必須具有足夠的韌性和抗衝擊能力以承受爆炸力的劇烈碰撞;
(2)爆炸焊時金屬產生噴射,僅用於平面和柱面的焊接,不適合複雜結構焊接;
(3)野外露天作業,機械化程度低,勞動條件差;
(4)產生噪聲和氣浪,對周圍環境有影響。
常用複合材料材質組合
(已知成功製作及應用,不限於以下材質)
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