爆炸焊概述ppt课件
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(2024年)电焊培训ppt教学课件完整版
加强焊工培训
提高焊工技能水平和操作规范性，减 少人为因素对焊接质量的影响。
2024/3/26
实施严格的质量控制
建立完善的质量控制体系，对焊接过 程进行全程监控和记录，确保产品质 量可追溯。
采用先进的无损检测技术
利用先进的无损检测技术对焊缝进行 全面、准确的检测，确保产品质量符 合要求。
25
06
环境保护与节能减排举措
焊接接头的设计和制备
17
有色金属（如铝、铜）焊接性能探讨
有色金属焊接性能特点
01
02
铝及铝合金：易氧化，热导率高，线膨胀系 数大，易产生热裂纹
铜及铜合金：导热性好，线膨胀系数大， 易产生热裂纹和变形
03
04
有色金属焊接方法选择
铝及铝合金：氩弧焊、激光焊、搅拌摩擦 焊等
05
2024/3/26
06
铜及铜合金：氩弧焊、电子束焊、激光焊 等
危险废弃物管理
加强对危险废弃物的监管和处理， 确保危险废弃物得到安全、合规的 处置，防止对环境和人体健康造成 危害。
27
节能减排技术在生产中应用推广
01
02
03
高效节能设备
采用高效、节能的电焊设 备和技术，降低能源消耗 ，提高生产效率。
2024/3/26
余热回收技术
应用余热回收技术，将焊 接过程中产生的余热进行 回收利用，减少能源浪费 。
可焊接各种金属材料，包括钢材、铝材、铜材等。
06
焊接过程中产生弧光、烟尘等有害物质，需采取防护措施 。
5
常用电焊方法及设备
电弧焊
利用电弧作为热源进行焊接的方法，包括手工电弧焊、埋 弧自动焊等。设备包括弧焊机、焊条、焊钳等。
爆炸焊接复合材料.ppt
a) 充分利用金属化学性能的复合材料 钛、锆、铌、钽、钨、钼、铜、铝、镍、贵金属和不锈等，在相应的化学介 质中有良好的耐蚀性，它们与普通钢组成的复合板已较为广泛地应用在化工和 压力容器中。 b）充分发挥金属物理性能的复合材料 这类材料包括热双金属（热－力学性能），电力、电子和电化学用双金（电学 性能），音叉双金属（声学性能），涡轮叶片双金属（耐汽蚀性能），枪（炮） 管双金属（耐烧蚀性能），贵金属复合触点材料（耐电蚀性能），复合磁性材料 （磁学性能），复合超导材料（超导性能），以及复合原子能材料（核性能）等 。 c) 充分增强金属力学性能的复合材料 这类材料如复合纤维增强材料（抗拉强度显著提高）、复合装甲材料（各层具 有不同的硬度，可显著提高材料抗拒破甲的能力）、复合刀具材料（刀刃部分硬 度特高）、减摩复合材料（内层材料耐摩擦磨损，外层材料承压强度高），比强 度和比刚度更高的轻型复合材料（如铝－钛、铝－镁、铝－铍、铝－锂、钛－镁 、钛－铍、钛－锂等）。
1
焊特 接点
爆炸焊接工艺的实施需要一些专用设备和金 属材料、炸药和爆炸场地（采石场），以及 一些辅助工具。
2
爆炸焊接的能源是廉价的炸药,与生产金属复 合材料的其他技术相比，其成本低，经济效 益显著。
3
爆炸复合不仅可以用于平板复合，也可用 于管材的内包与外包复合来制备复合管材、 棒材。
4
覆层材料和基层材料都可以根据实际需要而 任意选择
在这个过程中，在两板间的 接触面上，借助波的形成，一薄 层金属由于倾斜撞击和切向应力 的作用而发生强烈的塑性变形。 在此过程中又借助于金属塑性变 形的热效应将覆板高速运动的动 能的90％～95％转换成热能。
如此大量的热能在近似绝热 的情况下促使塑性变形后的金属 的温度升高。当此温度达到其熔 点以后，就会使紧靠界面的一薄 层塑性变形的金属发生熔化。剩 余的热能还会使部分塑性变形的 金属发生回复和再结晶，并使双 金属整体的温度升高。
压焊方法及设备第十二章PPT课件
(3)管与板的焊接 主要用于大型热交换器的焊接， 其次由于个别管子损坏而漏水，也可通过爆炸 焊接方法把该管堵塞。
12.2.2 爆炸焊工艺流程
(1)表面清理 爆炸焊接时，试件对接表面必 须平整，无缺陷存在，表面粗糙度R≤l2.5μm。
(2)安放间隙柱 为了保持基板与覆板之间的 距离，可用焊于基板四周的铁丝作支撑，也可 在两板之间安装立柱。
2、接头形成特点
1)平坦界面 该类界面的特点是界面上可见到 平直、清晰的结合线，基体金属直接接触和结 合，没有明显的塑性变形或熔化等微观组织形 态。形成这种结合特点的主要原因是撞击速度 较低。
2)波浪形界面 当撞击速度高于某一临界值时， 接头的结合区呈现有规律的连续波浪形状。
波浪形界面
①在爆炸焊接大面积复合板的时候，有时界面上 出现大面积金属熔化的现象。
12.1 爆炸焊基本原理
12.1.1 爆炸焊基本类型 1)按接头形式不同分为面爆炸焊、线爆炸焊和点
爆炸焊。 2)按装配方式可分为平行法和角度法。 3)按.2 爆炸焊原理
爆炸前覆板与基板有一预置角α．炸药用雷 管引爆后，以恒定的速度vd(一般为1500m/s～ 3500m/s)自左向右爆轰。炸药在爆炸瞬时释放的 化学能量将产生一高压(高达700MPa)、高温(局部 瞬时温度高达3000℃)和高速(500～l000m/s)冲击 波，该冲击波作用到覆板上，使覆板产生变形， 并猛烈撞击基板，其斜碰撞速度可达200m/s～ 500m/s(冲击角β保持在7°～25°之间)。
2、安装间隙和安装角
爆炸焊的能量传递、吸收、转换和分配。 是通过间隙借助覆板与基板的高速冲击碰撞来 完成和实现的。安装间隙和安装角是影响爆炸 角的主要因素之一，在爆炸焊中．如果爆炸角 过小，不论撞击速度有多大，也不会产生射流 现象，反而容易引起结合面的严重熔化，接头 强度低。
12.2.2 爆炸焊工艺流程
(1)表面清理 爆炸焊接时，试件对接表面必 须平整，无缺陷存在，表面粗糙度R≤l2.5μm。
(2)安放间隙柱 为了保持基板与覆板之间的 距离，可用焊于基板四周的铁丝作支撑，也可 在两板之间安装立柱。
2、接头形成特点
1)平坦界面 该类界面的特点是界面上可见到 平直、清晰的结合线，基体金属直接接触和结 合，没有明显的塑性变形或熔化等微观组织形 态。形成这种结合特点的主要原因是撞击速度 较低。
2)波浪形界面 当撞击速度高于某一临界值时， 接头的结合区呈现有规律的连续波浪形状。
波浪形界面
①在爆炸焊接大面积复合板的时候，有时界面上 出现大面积金属熔化的现象。
12.1 爆炸焊基本原理
12.1.1 爆炸焊基本类型 1)按接头形式不同分为面爆炸焊、线爆炸焊和点
爆炸焊。 2)按装配方式可分为平行法和角度法。 3)按.2 爆炸焊原理
爆炸前覆板与基板有一预置角α．炸药用雷 管引爆后，以恒定的速度vd(一般为1500m/s～ 3500m/s)自左向右爆轰。炸药在爆炸瞬时释放的 化学能量将产生一高压(高达700MPa)、高温(局部 瞬时温度高达3000℃)和高速(500～l000m/s)冲击 波，该冲击波作用到覆板上，使覆板产生变形， 并猛烈撞击基板，其斜碰撞速度可达200m/s～ 500m/s(冲击角β保持在7°～25°之间)。
2、安装间隙和安装角
爆炸焊的能量传递、吸收、转换和分配。 是通过间隙借助覆板与基板的高速冲击碰撞来 完成和实现的。安装间隙和安装角是影响爆炸 角的主要因素之一，在爆炸焊中．如果爆炸角 过小，不论撞击速度有多大，也不会产生射流 现象，反而容易引起结合面的严重熔化，接头 强度低。
爆炸焊
第七章爆炸焊（Explosive Welding）本章主要内容：4.0 超声波特性4.1 概述4.2 超声波焊接设备4.3超声波焊接工艺4.4 超声波焊接应用本章教学目标：1. 掌握超声波基本原理及能量转换和传递过程2. 掌握超声波焊设备各部分组成及作用。
3. 掌握超声波焊按接头形式的分类4. 理解焊接工艺参数选择原则5. 了解超声波的主要应用领域导言爆炸具有巨大的威力，主要是因为炸药起作用。
我们知道炸药具有很大威力，炸药可在十万分之一秒（10－5）内完全燃烧，释放储存的全部能量，也就是它平均每秒种放出的能量达一亿卡，这种释放能量的速度比世界上最大的电站还要大。
另外炸药在爆炸过程时，放出大量气体，据测定，炸药在爆炸时体积会突然增加47万倍，在炸药中心产生的巨大压力和几千度高温，形成一股巨大的爆炸能量，这一巨大的压力和高温，被人们巧妙地用作焊接金属的能量，这种方法就是爆炸焊接。
爆炸焊：爆炸焊是以炸药为能源进行金属间焊接的方法。
这种焊接是利用炸药的爆轰，使被焊金属面发生高速倾斜碰撞，在接触面上造成一薄层金属的塑性变形，在此十分短暂的冶金过程中形成冶金结合。
爆炸焊是利用炸药爆炸产生的冲击力，造成焊件的迅速碰撞而实现连接焊件的一种压焊方法。
焊缝是在两层或多层同种或异种金属材料之间，在零点几秒之内形成的。
进行爆炸焊时不需填加填充金属，也不必加热。
爆炸焊接现象人们在弹片与靶子的撞击中早已观察到了。
但最早记入文献的是美国的卡尔。
1957年，美国的费列普捷克成功地实现了铝和钢的爆炸焊接。
50年代末，国外开始了系统的研究。
60年代中期以后，美、英、日等国先后开始了爆炸焊接产品的商业性生产。
我国是1963年开始爆炸焊的试验和研究的。
50多年来, 爆炸焊技术及产品已经较为广泛地应用于国民经济的一些部门。
一、爆炸焊分类及特点1) 按初始安装方式不同，爆炸焊接有平行法和角度法两种基本形式。
①以金属复合板爆炸焊为例，说明安装工艺。
《焊接防火和防爆技》PPT课件
六、登高焊割作业安全
• 登高焊割是在距坠落高度基准面2m以上的高处进行的焊 割作业，除应遵守一般焊割的安全要求外，还应遵守以下 安全措施：
• 1、防火（1）、在作业点下方10米以内为危险区，应有栏 杆。
•
（2）、应有专人看管。
•
（3）、要准备足够的灭火器材。
• 2、防高处坠落：一定要用耐热、耐火的安全带、安全网 。
• 三、爆炸及爆炸极限、爆炸上限和下限
• 1、爆炸：物质在瞬间以机械功的形式释放大量气体和能 量的现象。
•
分为：物理性爆炸和化学性爆炸
•
爆炸极限：乙炔---空气 2.2---81%
•
氨-----空气 15---28%
• 2、可燃物质爆炸条件
•
（1）、可燃气体蒸汽粉尘
•
（2）、可燃气体蒸汽粉尘和空气、氧气均匀混合，
施
高。
6、 工作结束，应切断焊机电源，并检查操作地点，确认无起火危
险
审 批 意 见 审批人
审批日期
年
月
日
• 4、防火技术的基本措施 • （1）、有效的控制可燃物 • （2）、消除着火源 • （3）、保持一定的安全间距 • 5、动火审批制度 • （1）、一级动火审批 • （2）、二级动火审批 • （3）、三级动火审批
(6)登高焊接作业应设专人监护，如有异常，应立即采取措施。 (7)登高焊割作业结束后，应整理好工具及物件，防止坠落伤人。 此外、还必须仔细检查工作地及下方地面是否留有火种，确认无隐
(8)患有高血压、心脏病、精神病、癫痫病者以及医生认为不宜立 登高作业的人员，应禁止进行登高焊割作业。
(9)六级以上大风、雨、雪及雾等气候条件下，禁止登高焊割作业。 (10)酒后或安全条件不符合要求时．不能登高焊割作业。
爆炸焊PPT课件
④为了引爆低速炸药和减少雷管区的面积，常在雷管下 放置一定数量的高爆速炸药。
⑤为了将边部缺陷引出复合板之外，并保证边部质量，
常使复板的长、宽尺寸比基板大20~50mm。管与管板爆
炸焊时，管材也应有类似的额外伸出量。
.
20
⑥为了防止烧伤、压痕、起皮、撕裂等缺陷，常用橡 皮、软塑料、有机玻璃、油毡等作炸药与基板之间的 缓冲层。
极棒具有良好的导电性和抗腐蚀性；利用钢板和钛
板焊接在一起的管板再与钛管焊接起来做的热交换
器，比用常规焊接方法制成的热交换器具有无可比
拟的优点。
.
31
c 金属腐蚀与防护
钛、锆、铌、钽、钨、钼、铜、铝、镍、贵金 属和不锈钢等，它们在相应的化学介质和条件下有 良好的耐蚀性，它们与普通钢组成的复合构件既有 上述金属薄复层的优良的耐蚀性，又有厚基层钢高 强度的特点，而其成本仅为复层金属的1/2～1/5。 此类复合材料已广泛应用在化工和压力容器中，显 示了良好的经济和社会效益
.
25
7、爆炸焊的应用及缺陷检验
(2)爆炸焊的产品结构
①复合平板 ②圆柱(锥)体的内或外包覆
对于圆棒或实心圆锥体可以进行外包覆，对圆管 或筒体之类产品可以根据需要进行内或外包覆，以获 得具有特殊性能(如耐蚀、耐高温、耐磨等的包覆表面。 这种爆炸焊工艺可以生产双金属构件，也可用作修复 易损构件。
.
26
(9) 野外露天作业，机械化程度低，劳动条件差；
(10) 产生噪声和气浪，对周. 围环境有影响。
8
4、爆炸焊的焊接过程
.
9
5、爆炸焊结合面的形态
(1)直线结合
形成直线结合与波状结合之间有一个临界碰撞速 度,当碰撞速度低于这个临界速度时，结合面就呈直线 结合状态，直线结合面上不发生熔化。这种结合形式 没有得到实际应用，因为当碰撞条件发生微小变化就 会引起未熔合缺陷。
焊接基础知识：焊接的种类及应用ppt课件
（2）特征： 以免造成焊道的成分变化和性
能不良。
保护 方式
气、渣、真空
5
技术发展部
工艺室
三、焊接的种类及应用
常用的熔焊方法
熔焊
电弧焊 气焊
电子束焊 激光焊
焊条电弧焊 埋弧焊
气体保护焊 等离子弧焊
6
技术发展部
工艺室
三、焊接的种类及应用
电弧焊 定义：电弧焊是利用电弧作为热源的熔焊方法
1、定义：焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的
体
保
知识点补充：
护
NBC-250 N MAG MIG焊机
焊
B 半自动焊 C 二氧化碳焊机
250 额定焊接电流
250A
19
技术发展部
工艺室
三、焊接的种类及应用
二氧化碳气体保护焊
气 2、优点：
体
1）电流密度大，生产效率高； 2）焊接热影响区小，焊件不易变形；
保 3）焊缝氢的含量低，接头抗裂性好；
护 4）焊接操作简单、成本低。
已广泛用于汽车工业、电子工
业等微型件的焊接。
34
技术发展部
工艺室
三、焊接的种类及应用
焊接
熔焊
压焊
钎焊
电气电
弧 焊
焊
子 束
焊
激 光 。。。 焊
电摩冷超 阻擦压声 焊焊焊波
爆 炸 。。。 焊
焊 35
硬软 钎钎 焊焊
技术发展部
工艺室
三、焊接的种类及应用
（1）定义：焊加接热过也程可中能必不须加要热施才加能压完力成，的可焊能接。
气 焊
助燃气体主要为氧气 可燃气体主要采用乙炔、液化石油气、氢气等。
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能不良。
保护 方式
气、渣、真空
5
技术发展部
工艺室
三、焊接的种类及应用
常用的熔焊方法
熔焊
电弧焊 气焊
电子束焊 激光焊
焊条电弧焊 埋弧焊
气体保护焊 等离子弧焊
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技术发展部
工艺室
三、焊接的种类及应用
电弧焊 定义：电弧焊是利用电弧作为热源的熔焊方法
1、定义：焊条电弧焊是用手工操纵焊条进行焊接的
体
保
知识点补充：
护
NBC-250 N MAG MIG焊机
焊
B 半自动焊 C 二氧化碳焊机
250 额定焊接电流
250A
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技术发展部
工艺室
三、焊接的种类及应用
二氧化碳气体保护焊
气 2、优点：
体
1）电流密度大，生产效率高； 2）焊接热影响区小，焊件不易变形；
保 3）焊缝氢的含量低，接头抗裂性好；
护 4）焊接操作简单、成本低。
已广泛用于汽车工业、电子工
业等微型件的焊接。
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技术发展部
工艺室
三、焊接的种类及应用
焊接
熔焊
压焊
钎焊
电气电
弧 焊
焊
子 束
焊
激 光 。。。 焊
电摩冷超 阻擦压声 焊焊焊波
爆 炸 。。。 焊
焊 35
硬软 钎钎 焊焊
技术发展部
工艺室
三、焊接的种类及应用
（1）定义：焊加接热过也程可中能必不须加要热施才加能压完力成，的可焊能接。
气 焊
助燃气体主要为氧气 可燃气体主要采用乙炔、液化石油气、氢气等。
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爆炸焊接
第十章爆炸焊接第一节概述爆炸焊接是利用炸药爆炸产生的冲击力造成焊件迅速碰撞，使两个金属件的待焊表面实现连接的方法。
爆炸焊接可将用传统方法不能焊接在一起的不同类金属焊接在一起。
例如，钢和铝、钛和钢、铜和钢、钢和铅、铅和铝，用爆炸焊接就可焊在一起。
因为在有些情况下，如果用传统的焊接方法，施加的热会引起两种金属熔化并形成一种脆性合金，使焊接无效。
金属焊接中的困难，如铅的低熔点，用爆炸焊接就能消除。
许多不同金属的无数次爆炸焊接试验都得到了良好的结果。
爆炸焊接的焊缝比熔接焊接的接缝强度高，且热处理材料可以用爆炸焊接而不引起性能的降低。
爆炸焊接基本上是一个“冷”焊过程，因为爆炸焊接中产生的热量可忽略不计且快速散失。
这种特点使爆炸方法适用于焊接硬化加工过的和热处理过的材料而不影响它们的性质。
有些高强度和高硬度材料，如硬化工具钢、钨铬钴硬质合金和铍，因其撞击低强度而不适于爆炸焊接。
第二节爆炸焊接方法爆炸焊接实施的方法通常有五种：平行安装法、夹角安装法、平行—夹角安装法、双夹角安装法和双面敷药法，如图10.1和图10.2所示。
按照爆炸焊接时焊件的布置方式、布药方式、能量传递介质条件及产品结构条件不同，爆炸焊接实施方法略有差异，图10.3为常见的焊件布置、布药、介质条件、产品结构形式及由此带来的不同实施方法。
164(c)平行-夹角安装法(d) 双夹角安装法图10.1 爆炸焊接实施方法及过程165图10.2 多层爆炸焊接的两种方法166图10.3 常见焊件布置、布药、介质条件、产品结构形式167(a)～(h) 搭接；(i)、(j) 对接168图10.4 爆炸焊搭接和对接接头形式爆炸焊接适合于复合面连接，可焊面积范围为6.5cm2～28m2。
基板厚度不受限制，覆板厚度范围为0.025～32mm，可制成各种双层及多层复合板、管、棒材。
爆炸焊接也可用搭接、对接形式实现点焊、缝焊，适合于一些特殊过渡接头的焊接，如图10.4所示。
爆炸焊接PPT
谢谢各位老师！
正火后界面结合强度、 常温拉伸性能、冲击 韧性、硬度等指标均 有较大程度的改善， 能够满足使用性能。
2.回火工艺：
回火之后，复合板的 抗拉强度更加适合， 基层钢的冲击韧性有 较大程度的提高，硬 度分布更加均匀，综 合性能更好。
实验步骤
制备试样→光学显微镜、扫描电镜观察 （结合区的组织特征）→显微硬度的测试 →拉伸试验→弯曲试验→冲击试验→断口 观察→结果分析
复合板的冲击性能与热处理状态的冲击试样的取 样位置有关。从基层取样，冲击性能较好。
韧性断口 脆性断口
断口的断裂方式及形貌
纤维区的韧窝形貌， 主要是三向应力作用 下形成常快。
结论
1.爆炸焊接板结合区呈波状结合，证明所选爆炸焊接工 艺是合理的。 2.爆炸焊接结合面存在着波状结合、塑性变形、熔化和 扩散等微观组织特征。 3.在合理工艺下生产的爆炸焊接复合板各方面力学性能 均满足标准的规定。 4.通过合理的热处理工艺可以改变复合板结合界面的组 织，进而改善复合板力学性能 。
研究内容
1. 复合板结合区界面的波状结合、塑性变形、熔化、 扩散等微观特征。 2. 复合板的组织及显微硬度、拉伸、弯曲、冲击等 力学性能。 3. 微观组织变化对复合板显微硬度的影响。 4. 热处理对复合板的组织及性能的影响。 5. 建立工艺-成分-组织-性能之间的关系。
研究意义
爆炸焊接和爆炸复合材料的理论与实践，为焊接学科、材 料学科和表面工程学科增添了新的内容。表面爆炸复合材 料的应用，在节约材料、节约能源、改进环境保护方面也 具有重要意义。
爆炸焊接的特点
优点：爆炸焊接工艺 简单，操作简便，是 一种可迅速上马、快 速应用、投资少、见 效快的新工艺和新技 术，在节约材料、节 约能源、改进环境保 护方面也具有重要意 义。
爆炸焊接PPT
分别计算出两种金属的最小可焊压力Pmin1 ,Pmin2：公式（5）和（6）
分别求出两种金属的碰撞速度：公式（7）
计算双金属的可焊最小碰撞速度：公式（8）
计算双金属爆炸焊接下限：公式（9）
图2 爆炸焊接下限计算流程
Hv——材料维氏硬度； K——常数，取0.6~1.2； D——炸药爆速； C0——材料声速。
4 钛/钢金属复合材料爆炸焊接实验
图8 装药结构简图
表3 炸药性能测试报表
密度 g/cm3
靶距mm
爆速
时间 μs
爆速 m/s
爆前铅柱mm
猛度 爆后铅柱mm
猛度mm
1
0.78
50
20.8
2604
60.1
49.0
11.1
2
0.76
50
20.2
2875
60.0
49.0
11.0
3
0.75
50
20.5
2739
查新结论:
① 关于钛/钢复合板爆炸焊接复合率的研究，国内已见文献报道，其中宝鸡有色金属加工 厂开发的“0”类钛-钢复合板面积结合率达100％, 但未给出爆炸复合率指标；解放军 理工大学的研发人员采用发明的爆炸焊接新技术生产的金属复合板，爆炸焊合率达 100% 。该查新项目实现了钛/钢板材的一次性爆炸复合，复合率达99.5%以上，该 指标与国内同类最新技术水平相当。
（16）
（17）
小参数摄动法得无量纲压力的解
表2
（18）
飞板运动方程： 根据飞板速度同爆轰速度关系
在y方向上 由动量方程，在y方向上
作用于平板的瞬时压力
（19）
（20） （21） （22）
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爆炸焊
8
此外，按产品形状可分为板-板、管-管、管-板、管-棒、 金属粉末-板爆炸焊；按爆炸的次数可分为一次、二次或 多次爆炸焊，因而有双层和多层爆炸焊之分；按布药特点 可分为单面和双面爆炸焊；按爆炸焊进行的地点可分为地 面、地下、水中、空中和真空爆炸焊等。目前爆炸焊工艺 还可以与常规的金属压力加工工艺和机械加工工艺联合起 来，以生产更大、更长、更薄、更粗、更细和异形等特殊 或极限形状的金属复合材料、零部件及设备。这种联合工 艺是爆炸焊技术的延伸和发展趋势。
直线结合 波状结合
连续熔化结合
LEE MAN (SCETC)
该类结合的特点是界面上可见到平直、清晰的结合线，基体金属直 接接触和结合，没有明显的塑性变形或熔化等微观组织形态。形成 这种结合特点的主要原因是撞击速度较低。这种结合形式的爆炸焊 在生产实际中很少采用，因为这种形式的爆炸焊对焊接参数的变化 非常敏感，导致接头质量不稳定和易造成未熔合等缺陷。
LEE MAN (SCETC)
爆炸焊
7
二、爆炸焊的类型、特点及应用
（一）爆炸焊的类型
按接头形式不同： 按装配方式不同：
面焊 线焊 点焊
平行法 角度法
平行法是将两试件平行放置，预留一定的间 隙。爆炸焊接时试件随炸药爆炸的推进依次 形成连接，接头各处的情况基本相同。
角度法是使两试件间存在一个夹角，由两试件间 隙较小处开始起焊，依次向间隙较大处推进，由 于间隙不能过大，故试件的尺寸也不能太大。
LEE MAN 高强度冶 金结合焊缝
（二）爆炸焊的特点
爆炸焊可在同种金属或异种金属之间形成一种高强度的冶金结合 焊缝。例如 Ta（钽）、Zr(锆）、AI、Ti、Pb（铅）等与碳素结构 钢、合金钢、不锈钢的连接，用其他焊接方法难以实现，用爆炸 焊则容易实现，这主要是因为爆炸焊能把脆性化合物层减小至最 低限度甚至不产生脆性金属层。
按试件是否预热：
热爆炸焊
热爆炸焊是将常温下脆性值较小的金属材料加热到它的韧脆转变温度以上
后，立即进行爆炸焊接。例如，钢在常温下的脆性值很小，爆炸焊后易脆 裂，将其加热到400℃（韧脆转变温度）以上时钼不再脆裂，并能和其他 金属焊在一起。
冷爆炸焊
LEE MAN (SCETC)
冷爆炸焊是将塑性很高的金属置于液氮中，待其冷硬后取出，立即进行 爆炸焊接。
焊缝是在两层或多层同种或异种金属材料之间，在零点几秒短暂 的爆炸过程中形成的。20世纪50年代末，国外开始了对爆炸焊较为 系统的研究。我国从1963年开始爆炸焊的试验研究，经过几十年的 发展，爆炸焊技术及其产品已应用于石油化工、造船、原子能、宇 航、冶金和机械制造等工业部门。
LEE MAN (SCETC)
一、爆炸焊的基本原理
爆炸焊
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爆炸焊接是美国的卡尔在1944 年提出的，他在一次炸药爆炸试验
中偶然发现，两片直径约1英寸 （ 1英寸＝0.0245m)、厚度为 0.035 英寸的黄铜圆薄片，由于受 到爆炸的突然冲击而被焊接在一起。 1957年，美国的弗立普杰克成功地 实现了铝和钢的爆炸焊。此后经过 焊接工作者的不断努力，爆炸焊接 技术已经得到广泛的应用。
当界面撞击速度和角度过大时，就会产生大漩涡，甚至形成一个连 续的熔化层。这种大漩涡或熔化层如果是固溶体，一般不会对接头 强度带来损害。但如果形成脆性的金属间化合物，则接头就会变脆， 而且在其内部常常含有大量缩孔和其他缺陷，所以必须避免能形成 连续熔化层结合的焊接操作。
爆炸焊
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图7-3 爆炸焊结合特征 a)波状结合区 b)连续熔化层结合 c)混合性结合区
可焊接尺寸范围 很宽的各种零件
可以焊接面积范围为13～28m2的各种零件。爆炸焊接时，若基板 固定不动，则其厚度不受限制，覆板的厚度为0.03 ～32mm，即 所谓包覆比很高。
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
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。
不需要填充金属，结构设计采用复合板材，可以节约贵重的稀缺金属。 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。
爆炸复合材料 被硬化和强化
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爆炸复合材料具有不同程度的硬化和强化，即“爆炸硬化” 和“爆炸强
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爆炸焊
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（一）爆炸焊焊接过程及原理
引爆炸药
安装炸药、雷管和焊件
爆轰波
自左向右爆轰
塑性流动和高速射流
清理
强烈塑性变形
金属净面接触
冲击动能转换成热能
高温高压
金属温度升高并熔化
金属原子扩散通过金属键形成接头
炸药化学能的大部分转换成高速运动的爆轰波和爆炸产物的动能
炸药爆炸的爆轰速度： 1500～3500m/s 瞬间释放的化学能产生的压力： 700MPa 局部瞬时高温：3000℃ 冲击波的速度： 500 ～1000m/s
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爆炸焊接是以炸药为能源的
压力焊、熔化焊和扩散焊 “三位一体”的金属焊接新 工艺、新技术。形成了包括金 属塑性变形特征、熔化特征和 原子间相互扩散特征的结合 区 ，及焊接接头
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爆炸焊
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（二）爆炸焊界面的结合特点
根据不同爆炸焊接条件下，两金属材料之间不同的冶金结合形式：
当撞击速度高于某一临界值时，接头的结合区呈现有规律的连续波浪 形状，界面形成或大或小的不连续漩涡区，漩涡内部由熔化物质组成， 又称熔化槽，呈铸态组织。前漩涡以基板成分为主，后漩涡以覆板成 分为主。如漩涡内材料形成固溶体，则呈韧性；如形成金属间 化合物，则脆性增大。良好的焊接结合面应由均匀细小的波纹组成， 熔化槽呈孤立隔离状态。
爆炸焊
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第七章 爆炸焊
教学目标： 1. 了解超爆炸焊的原理、工艺特点、分类及 应用范围； 2. 熟悉爆炸焊的设备与工艺，了解爆炸焊的 基本操作与安全知识。
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爆炸焊
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第一节 爆炸焊概述
爆炸焊（Explosive Welding，EW）---是以炸药作 为能源，利用爆炸时产生的冲击力，使焊件发生剧烈碰 撞、塑性变形、熔化及原子间相互扩散，从而实现连接 的一种压焊方法。属固相焊接 。