典型材料爆炸焊及爆炸焊安全讲解
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装配时应在固定的夹具上装配，要控制好间距，通常间距为0.7～0.8mm。 然后装好炸药，用药量也根据锆合金管壁厚而定，如壁厚为1mm时，用药 量65 ～ 70g；壁厚为1.5 ～ 2.0mm时，用药量75 ～85 g；壁厚为2.0 ～ 3.0mm时，用药量80 ～ 100g。
焊前准备
安装
爆炸焊接
爆炸焊时，整个接头应放入固定好的夹模具中进行，此模具对成形 起到良好作用，它应有足够的强度。爆炸焊结束后，对焊接接头按 工艺条件要求进行清理或加工。
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爆炸焊
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爆炸焊
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爆炸焊
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二、锆合金-不锈钢管接头的爆炸焊接
为了在核工程建设中节省稀缺和贵重的金属材料以及降低工程 造价，可以在反应堆内使用锆合金管，而在堆外使用成本相对较 低的不锈钢管。爆炸焊接很好地解决了这两种物理和化学性质相 差较大的管材的焊接问题。
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爆炸焊
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LEE源自文库MAN (SCETC)
爆炸焊
8
（二）结合区组织和力学性能
锆合金与不锈钢复合管爆炸焊接的结合区为有规律的波形结合，界 面两侧的金属发生了拉伸式和纤维状的塑性变形，离界面越近这种变形 越严重。波前的漩涡区汇集了爆炸焊接过程中形成的大部分熔化金属， 少量残留在波脊上，厚度为微米级。
爆炸打伤
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，其撞击覆板表面而出现的麻坑、凹陷或小沟等，影响表面 质量，其防止措施主要是净化炸药和均匀布药。
除上述宏观缺陷外，在爆炸焊的复合板内部通过一些非破坏性和 破坏性的方法还可能测出微观缺陷，如微裂纹、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板的显微组织 不均匀，影响复合板的力学性能。
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爆炸焊
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第四节 爆炸焊质量检验及安全防护
一、爆炸焊接头质量检验 （一）常见焊接缺陷
爆炸焊接头常见缺陷有宏观缺陷和微观缺陷，其中宏观缺陷主要有界面结合 不良、鼓包、大面积熔化等。 结合不良
结合不良是指爆炸焊后，覆板与基板之间全部或大部分没有结合，或 者即使结合但强度低。要克服这种缺陷首先应选用引爆速度较低的炸 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。 鼓包是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，还要注意造成良好的排 气条件。 大面积熔化多发生在双金属板爆炸焊，在结合面上产生大面积熔化。要 减轻和消除这种现象，主要采用低爆速炸药和中心起爆法，以创造良好 的排气条件。
爆炸焊
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第三节 常用材料及典型工件的爆炸焊
一、钛-钢复合板的爆炸焊接工艺 钛-钢复合板在石油化工和压力容器中得到越来越多的应用。用 钛-钢复合板制造的设备内层钛耐蚀性好，外层钢具有高强度，复 合结构还具有良好的导热性，克服热应力及耐热疲劳、耐压差等 不足，可以在更苛刻的条件下工作，同时可以成倍地降低设备成 本。因此，钛-钢复合板已经成为现代化学工业和压力容器工业不 可缺少的结构材料。
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爆炸焊 （二）钛-钢复合板爆炸焊接参数选择
从排气角度考虑，覆板越 厚、面积越大，炸药的爆速 应该越低，并且应采用中心 起爆法。为了减小和消除雷 管区影响，在雷管下通常添 加一定量的高爆速炸药。在 爆炸焊接大面积复合板的情 况下，为了间隙的支撑有保 证，可在两板之间安放一定 形状和数量的金属间隙物。 在大厚板坯的爆炸焊接情况 下，间隙柱宜支撑在基板之 外。为了提高效率和更好地 保证焊接质量，可采用对称 碰撞爆炸焊接的工艺来制造 这种复合板坯，如图7-9所示。
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爆炸焊
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（二）质量检验方法
爆炸变形
爆炸脆裂 雷管区未结合
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爆炸焊 爆炸焊缺陷
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边部破裂
边部破裂是在复合板的周边或复合管（棒）的前端，由于边界效应 而使覆层被损伤、破裂的现象。产生这种现象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，增加覆板、 覆管的尺寸或在厚板的待结合面之外的周边刻槽等，就可以减少或 清除这种现象。
钛 / 钢 复 合 板 氧 化 塔
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爆炸焊 （一）钛-钢复合板爆炸焊接的安装
大面积钛-钢复合板爆炸焊 接时，其安装工艺多采用平 行法，起爆方式多采用中心 起爆法，少数情况下在长边 中部起爆，各类安装工艺示 意如图7-8所示。图中有两 个投影视图，分别表示板的 长度和宽度方向。图7-8a、 b分别表示雷管的安放位置 不同；图7-8c～e分别表示 有高速起爆混合炸药时的雷 管安放位置。
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爆炸焊
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（一）复合管的爆炸焊工艺：
规格Ф50 mm×3.4 mm的不锈钢管（基管）与Ф42 mm×1.5 mm的 锆合金管（覆管）进行爆炸焊接。
焊接前，清理不锈钢管与锆合金管的待焊表面。不锈钢管内表面粗糙 度要求较高，需用丙酮或酒精去除油污和杂质，再用水冲洗晾干。锆 合金管可用质量分数为 45％HNO3＋5％HF＋50％H2O的溶液进行清洗， 去除表面的氧化膜、油污和杂质。
鼓包
大面积 熔化
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爆炸焊 爆炸焊缺陷
表面烧伤
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表面烧伤是指覆板受爆炸热氧化烧伤，其防止措施是使用低爆速炸药 和采用沥青等保护层置于炸药和覆板之间。 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。 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（即爆炸前对工件预热），一般很难消除。 雷管区未结合是在雷管引爆的部位，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。
焊前准备
安装
爆炸焊接
爆炸焊时，整个接头应放入固定好的夹模具中进行，此模具对成形 起到良好作用，它应有足够的强度。爆炸焊结束后，对焊接接头按 工艺条件要求进行清理或加工。
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二、锆合金-不锈钢管接头的爆炸焊接
为了在核工程建设中节省稀缺和贵重的金属材料以及降低工程 造价，可以在反应堆内使用锆合金管，而在堆外使用成本相对较 低的不锈钢管。爆炸焊接很好地解决了这两种物理和化学性质相 差较大的管材的焊接问题。
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（二）结合区组织和力学性能
锆合金与不锈钢复合管爆炸焊接的结合区为有规律的波形结合，界 面两侧的金属发生了拉伸式和纤维状的塑性变形，离界面越近这种变形 越严重。波前的漩涡区汇集了爆炸焊接过程中形成的大部分熔化金属， 少量残留在波脊上，厚度为微米级。
爆炸打伤
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，其撞击覆板表面而出现的麻坑、凹陷或小沟等，影响表面 质量，其防止措施主要是净化炸药和均匀布药。
除上述宏观缺陷外，在爆炸焊的复合板内部通过一些非破坏性和 破坏性的方法还可能测出微观缺陷，如微裂纹、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板的显微组织 不均匀，影响复合板的力学性能。
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第四节 爆炸焊质量检验及安全防护
一、爆炸焊接头质量检验 （一）常见焊接缺陷
爆炸焊接头常见缺陷有宏观缺陷和微观缺陷，其中宏观缺陷主要有界面结合 不良、鼓包、大面积熔化等。 结合不良
结合不良是指爆炸焊后，覆板与基板之间全部或大部分没有结合，或 者即使结合但强度低。要克服这种缺陷首先应选用引爆速度较低的炸 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。 鼓包是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，还要注意造成良好的排 气条件。 大面积熔化多发生在双金属板爆炸焊，在结合面上产生大面积熔化。要 减轻和消除这种现象，主要采用低爆速炸药和中心起爆法，以创造良好 的排气条件。
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第三节 常用材料及典型工件的爆炸焊
一、钛-钢复合板的爆炸焊接工艺 钛-钢复合板在石油化工和压力容器中得到越来越多的应用。用 钛-钢复合板制造的设备内层钛耐蚀性好，外层钢具有高强度，复 合结构还具有良好的导热性，克服热应力及耐热疲劳、耐压差等 不足，可以在更苛刻的条件下工作，同时可以成倍地降低设备成 本。因此，钛-钢复合板已经成为现代化学工业和压力容器工业不 可缺少的结构材料。
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爆炸焊 （二）钛-钢复合板爆炸焊接参数选择
从排气角度考虑，覆板越 厚、面积越大，炸药的爆速 应该越低，并且应采用中心 起爆法。为了减小和消除雷 管区影响，在雷管下通常添 加一定量的高爆速炸药。在 爆炸焊接大面积复合板的情 况下，为了间隙的支撑有保 证，可在两板之间安放一定 形状和数量的金属间隙物。 在大厚板坯的爆炸焊接情况 下，间隙柱宜支撑在基板之 外。为了提高效率和更好地 保证焊接质量，可采用对称 碰撞爆炸焊接的工艺来制造 这种复合板坯，如图7-9所示。
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（二）质量检验方法
爆炸变形
爆炸脆裂 雷管区未结合
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边部破裂
边部破裂是在复合板的周边或复合管（棒）的前端，由于边界效应 而使覆层被损伤、破裂的现象。产生这种现象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，增加覆板、 覆管的尺寸或在厚板的待结合面之外的周边刻槽等，就可以减少或 清除这种现象。
钛 / 钢 复 合 板 氧 化 塔
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爆炸焊 （一）钛-钢复合板爆炸焊接的安装
大面积钛-钢复合板爆炸焊 接时，其安装工艺多采用平 行法，起爆方式多采用中心 起爆法，少数情况下在长边 中部起爆，各类安装工艺示 意如图7-8所示。图中有两 个投影视图，分别表示板的 长度和宽度方向。图7-8a、 b分别表示雷管的安放位置 不同；图7-8c～e分别表示 有高速起爆混合炸药时的雷 管安放位置。
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爆炸焊
6
（一）复合管的爆炸焊工艺：
规格Ф50 mm×3.4 mm的不锈钢管（基管）与Ф42 mm×1.5 mm的 锆合金管（覆管）进行爆炸焊接。
焊接前，清理不锈钢管与锆合金管的待焊表面。不锈钢管内表面粗糙 度要求较高，需用丙酮或酒精去除油污和杂质，再用水冲洗晾干。锆 合金管可用质量分数为 45％HNO3＋5％HF＋50％H2O的溶液进行清洗， 去除表面的氧化膜、油污和杂质。
鼓包
大面积 熔化
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爆炸焊 爆炸焊缺陷
表面烧伤
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表面烧伤是指覆板受爆炸热氧化烧伤，其防止措施是使用低爆速炸药 和采用沥青等保护层置于炸药和覆板之间。 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。 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（即爆炸前对工件预热），一般很难消除。 雷管区未结合是在雷管引爆的部位，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。