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第六章爆炸焊讲解

发布日期:2021-01-05 18:07 作者:bbin现金官网 点击:

  第六章爆炸焊讲解_物理_自然科学_专业资料。第六章 爆炸焊 1 爆炸焊 利用炸药轰炸能量,驱动焊件做高速倾斜碰撞,使其 界面实现冶金结合的特种焊接方法。 界面没有或仅有少量熔化,无热影响区,属固相焊接。 适用广泛,有良好的焊接性和力学性能。

  第六章 爆炸焊 1 爆炸焊 利用炸药轰炸能量,驱动焊件做高速倾斜碰撞,使其 界面实现冶金结合的特种焊接方法。 界面没有或仅有少量熔化,无热影响区,属固相焊接。 适用广泛,有良好的焊接性和力学性能。主要用于制 造金属复合材料和异种金属的焊接。 2 爆炸焊接的特点 1 学科上的特点 2 能源上的特点 3 工艺上的特点 4 焊接上的特点 6 性能上的特点 5 焊接过渡区上的特点 3 1 学科上的特点:界于金属物理学、爆炸物理学 和焊接工艺之间的一门边缘学科。 2 能源上的特点 炸药的化学能;这种化学能在爆炸焊接过程中,在炸药爆炸-金属系统内将发生多次和多种形式的能量的转换、 吸收、传递和分配,最后形成金属间的焊接结合。在 时间上这个过程以微秒计。 3 工艺上的特点 焊接工艺和操作很简单。 4 4 焊接上的特点 板与板、板与管、管与管、管与管板、管与棒,以及异型件都可 以爆炸焊接。形状复杂的蜂窝结构、数十层和数百层金属箔材爆 炸焊接成功了。金属与玻璃、塑料和陶瓷也能爆炸焊接在一起。 5 焊接过渡区上的特点 爆炸焊接双金属和多金属的结合区是基体金属之间的 成分、组织和性能的过渡区。直接影响基体金属之间 的结合强度和使用性能。其形成原因、经过和结果的 研究,是这门学科理论研究的重要组成部分。 6 性能上的特点 爆炸复合材料的结合强度通常与基材中较弱者的强度 相当。经受得住后续的校平、转筒、切割、焊接、冲 压、旋压、锻压、挤压、拉拔、轧制和热处理,以及 爆炸成形等而不会分层和开裂。 5 第一节 爆炸焊原理 图6-1 复合板的爆炸焊工艺安装示意图 a)平行法 b)角度法 1-雷管 2-炸药 3-复板 4-基板 5-基础(地面)?-安装角 h-间隙 小型试验,平行法和角度法均可,大面积多用平行法. 6 1-炸药 2-保护层 3-复板4-地面 a-基板 Vd-炸的爆轰速度 Vp-复板向基板的 运动速度Vs -撞击点s的移动速度(即 焊接速度)?-安装角?-撞击角Y-弯折角 雷管引爆后,爆轰波便以爆轰速度在炸药层中向前传播。 爆轰波的能量和迅速膨胀的爆炸产物的能量就向四面八方 传播开去。其向下分量传递给复板后,便推动复板高速向 下运动。复板在间隙中被加速。最后与基板高速撞击。撞 击面上发生金属的塑性变形,使它们紧密接触。 接触面上金属的物理性质类似于流体,在撞击点前形成射 流,称之为再入射流。 “自清理”作用,形成再入射流是 爆炸焊的主要机理。 7 爆炸复合板的波形结合区×50 a)钛-钢:波前漩涡区 b)铝-铝:波前和波后漩涡区 撞击速度低于某一临界值时,结合面为直线形。在大 多数情况下,结合面为波浪形。 8 第二节 可爆炸焊金属材料 常温下的破断冲 击吸收功不太小 时,爆炸后不会 脆裂,都可以用 爆炸焊法焊接。 破断冲击吸收功 小的金属材料, 采用热爆炸焊方 法也能制成复合 材料。 9 第三节 爆炸焊方法及安装工艺 一、爆炸焊方法: 金属材料的形状:板一板,管一管、管一管板、管一 棒、异形件以及金属粉末与板的爆炸焊; 焊接接头的类型:爆炸搭接、对接、斜接和压接; 爆炸焊实施的位置:地面、地下、空中、水下和真空 中的爆炸焊; 一次、两次和多次爆炸焊、多层爆炸焊,单面和双面 爆炸焊,内、外和内外同时进行的爆炸焊,热爆炸焊 和冷爆炸焊等。 爆炸焊方法的延伸和发展:爆炸焊工艺还可以与常见 的金属压力加工工艺联合起来,以生产更大、更长、 更粗、更细、和异型的金属复合材料。这种联合是 10 二、爆炸焊安装工艺 1.爆炸大面积复合板时用平行法。此时如用角度法, 前端则因间隙距离增加很多,复板过分加速,使其与 基板撞击时能量过大。这样会扩大边部打伤打裂的范 围,从而减少复合板的有效面积和增加金属的损耗。 2.在安装大面积复板时,在平整的金属材料板材安装 后中部也会下垂或翘曲,以致与基板表面接触。此时 为保证复板下垂位置与基板表面保持一定间隙,可在 该处放置一个或几个高度稍小于应有的间隙值的金属 片。 11 3.爆炸大面积复合板时,最好用中心起爆法引爆炸药, 或者从长边中部引爆炸药。这样可使间隙中气体的排 出的路程最短。从而有利于复板和基板的顺利撞击, 减少结合区金属熔化的面积和数量。 4.为了引爆低爆速炸药和减少雷管区的面积,通常在 雷管下放置一定数量的高速炸药。 5.为了将边部缺陷引出复合板之外和保证边部质量, 通常复板的长、宽尺寸比基板的大20~50mm。管与 管板爆炸焊时,管材也应有类似的额外伸出量。 12 第四节 爆炸焊工艺 一、工艺包括: 1.被焊金属材料的准备 2.待焊金属材料的清理 3.炸药的准备 4.安装 5.引爆炸药 13 1.被焊金属材料的准备 复合的厚度可为0.1~30mm,基板可为0.1~500mm, 基板与复板的厚度比一般为1:1~10:1。基板越厚, 基板与复板的厚度比越大,还越容易实现焊接。 2.待焊金属材料的清理 手工、机械、化学或电化学的方法对金属材料的待结 合面进行清洁净化。 3.炸药的准备 根据工艺和金属材料形状的要求,选择一定品种、状 态和数量的炸药。 14 4.安装 接好地线、搬走所用的工具和物品,撤离工作人员和 在危险区安插警戒旗等。根据药量的多少和有无屏障, 设置半径为25m、50m或100m以上的危险区。 5.引爆炸药 15 二、爆炸焊工艺参数 主要有:复层与基层金属材料的厚度、长度和 宽度尺寸,炸药的品种、状态和数量及其爆炸 性能数据,安装后复层和基层之间的间隙距离 等。 16 h=A(ρδ)0.6 We=BC{[(ρδ)0.6σS0.2]/h0.5} 式中 h——复板与基板之间的间隙距离 (cm); We——复板单位面积上布放的炸药量(s/cm2); ρ——复板的密度(g/cm3); δ——复板的厚度(cm); σS——复板金属材料的屈服强度(MPa); A、B、C——计算系数,分别为0.1~1.0、0.05~3.

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