聚能效应在爆炸焊接工艺中的应用

实验所用 主体 炸药为 西安 天力金 属复 合材料有 限公 司（ 以下 简称 天 力公 司） 产专 用 炸 药 ， 度 为 ０ ８ ／ 生 密 ． ６ ｇ ｅ 爆速 为３２０～ ０ ／ 。 ｍ， ０ ４００ｍ ｓ 试验 所用 药包为 柱状 聚能 药 包。药包形状参数为 ： 高度 ５ ｍ； ０ｍ 直径 １ ｍ； 角 ５ 。 ５ｍ 锥 。
李平仓 ， ： 能效 应在 爆炸 焊接 工 艺 中的应 用 等 聚
板进行超声波 探伤 检验 。随后 ， 雷 管 区中心线 取 样 ， 沿 利
６ ９
用Ｏ ｍ ｕ６ 数码相机观察雷管区剖面宏观形貌， ｌ ｐｓ Ｘ ｙ 再采用 ３ 结 果 与 分 析
Ｏｙ ｐ ｓ Ｘ 型 金 相 显 微 镜 观察 试 样 的 微 观 组 织 。 ｌ ｕ ５ ｍ Ｇ １ 爆 炸 复 合 后 的 ６块 试 板 中 ， ６ 板 的 基 复 层 发 生 分 离 除 ＃
１ 实 验材 料 及 方 法
图 １ 爆 炸 复合 装 配 简 图
１ １ 实验 材 料 ．
实 验 所 用 复板 （ 板 ） Ｔ ， 寸 规 格 为 ５ｍ ×５０ 钛 为 Ａ１尺 ｍ ２
根据聚能药包的特性 ， 吊高将直 接影 响雷 管区的变形
ｍ ５ ０ｍｌ其 化学 成分如表 １所示。基板 为 １ Ｍｎ ｍ× ２ ｉ， ｌ ６ Ｒ钢
中图分类号 ：Ｇ ５ ． Ｔ ４６６ 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ ６— ７ ７ ２ １ ）３— ０ ８ ０ １０ ００ （００ ０ ０ ６ — ３
袁 １ 复 层 材料 化 学成 分 ｗ％ ｔ
爆 炸 焊接 是 一 种 以炸 药 作 为 能 源 的 特 殊 焊 接 技 术 ， 其 特 点 是 能将 任 意 同 种 或 异 种 金 属 焊 接 起 来 。爆 炸 焊 接 后
地利 用 聚能 药 包 ， 择 合 适 的 吊高 ｈ （ 包 底 部 到 复 板 表 选 。药
根据爆炸复合 过程 的特点 ， 用 中心 起爆 法 ， 采 聚能 药 包、 主体炸药 、 基板 和复板 的安装方式如图 １ 所示 ， 中基 、 其
复板 间距 均 为 Ｈ ： ｍ， 体 炸 药 高 度 Ｈ ： ２ｍ ｓ ５ｍ 主 ５ ｍ。
并 向下 加 速运 动 ， 先 与 基 板 垂 直 碰 撞 ， 后 碰 撞 角 口从 首 然
０ 增加 ， 。 当其值 达到爆 炸焊接 的“ 焊窗 口” ， 可 时 基复 板实 现冶金连接 。但在 中心 （ 起爆点 附近 ） 在一个 垂直 存
碰撞 区 （ ０ ） 此 区域 是 不 结 合 区 ， “ 管 区 ” 而 雷 管 ＝ 。 ， 即 雷 ，
２ 应 用 原 理
平行 焊接可控 制 的因素 归根 结底 都是 用来 调 节爆 速
、
外 ， 他 ５块复合板结合 良好。对 １～ ＃ 其 ５ 试板按 Ｇ ７ ３ Ｂ ７ ４标 准进行超声波探伤检验 。结 果表 明， —５ 复合板 试板 ， １ ＃ 除
摘要 ： 利用药包 的聚能效应 ， 通过调节药包到复板之间的距离 （ 吊高 ｈ ） 控制药包对 复板释放 的能量 ， 。， 达到减小 爆炸复合工艺过程中复合板雷管 区的尺寸的 目的。６次爆 炸焊接实验后 ， 通过观察雷管区及其剖面形貌 ， 最后确
定 当 ｈ ８ｍ 。＝ ｍ时 ， 雷管区尺寸小 ， 复板 减薄量小 ， 复合板结合率最高 。 关键词 ：聚能药包 ； 聚能效应 ； 吊高； 爆炸 复合 ； 复合板
鬻 收 稿 日期 ：００— １ ０ ２１ ０ — ６ 基金项 目： 国家科技支撑计划 资助项 目“ 规格钛板 、 钛钢复合板制备技术” ０ ７ Ａ ０ Ｂ ２ 。 （０ Ｂ Ｅ ７ ０ ） 作者简介 ： 李平仓（ ９７ ） 男 ， １６ 一 ， 高级工程师 ， 主要从事金属复合材料 方面的研究 。
板， 尺寸规格为 ４ ｍ Ｘ５０ ｍ ０ ｍ， ０ｍ ０ ｍ ｘ ０ｍ 其化学 成分如 ５
表 ２所 示 。基 、 复板 各 ６块 。
情况和尺寸 。因此为确定 最佳 吊高参数 ， 分别选取源自文库吊高为
１２ ４ ６ ８和 １ ，， ， ， ０ｍｍ进 行 ６次爆 炸焊接 实验 ， 复合板 编号 依次为 １ ＃ ～６ 。爆炸复 合后 ， Ｇ ７ ３ 按 Ｂ ７ ４标 准要求 ， 对复 合
的复合板结合 了基体金属组元各 自的优点 ， 以获得 单一 可 金属所不具有 的物理 和化 学性 能。 目前这 种复合 材料 已 经被广泛地应用于汽车 、 飞机和石油化工 等工业领域”。Ｊ 。 实际生产中 ， 爆炸复合过程利 用高能量 药包 作为起爆 药 。聚能药包被 引爆后 ， 产生 的瞬 时能量使 复板 发生弯折
面的距离 ） 是控制复合板质量 的关键 。近年来 国内外 对此
方 面 的报 道 较 少 。本 文 中 以 ５ｍ ｍ厚 钛 板 和 ４ ｍ 厚 钢板 ０ｍ 为例 ， 用 不 同组 合 复 合 板 的 爆 炸 焊 接 试 验 ， 此 进 行 了 利 对
初步的研究。
Ｃｌｄ ｉｇｌ ｅ ａｄｎ ａ ｒ ｙ
第３ 卷 １
第 ３期
四 川 兵 工 学 报
２１ ０ ０年 ３月
【 制造技术 】
聚 能效应 在 爆 炸 焊接 工 艺 中的应 用米
李平仓 赵 惠 黄 张洪 王虎年 马 东康 ， ， ， ，
（ ．西安天力 金属复合材料有限公司 ， １ 西安 ７０６ ； ． １０ ５ ２ 西部金属材料股 份有 限公 司，西安 ７０ ６ ） １０ ５
ｔ ２ 实 验 方 法 ．
的尺寸将直接影响复合 板 的质量 。在 实际生产 过程 中， 聚 能药包对雷管区的尺寸有很大影 响。聚能药包 能量越大 ， 碰撞角很快达到 “ 可焊窗 口” 雷管 区较小 ， ， 但是 高能量将 使雷区变形大 ， 严重的还会使复板 被击穿 ； 反之 ， 如果药包 能量过小 ， 则雷 管区加 大 ， 响 复合板结 合率 。因此合 理 影