[發明專利]雙立式爆炸焊接自鎖式防護安裝裝置

無效

• 申請號: 201410396067.1
• 申請日: 2014-08-13
• 公開（公告）號: CN104259654A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 史和生;呂林;史長根
• 申請（專利權）人: 南京潤邦金屬復合材料有限公司
• 主分類號: B23K20/26
• 分類號: B23K20/26;B23K20/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是雙立式爆炸焊接自鎖式防護安裝裝置，屬于金屬復合材料制造、爆炸焊接及爆炸防護等綜合技術領域。

背景技術

目前現行的平行法爆炸焊接一次爆炸只能生產一塊復合板，生產效率低、勞動強度大，而雙立式爆炸焊接新方法采用封閉式的裝藥結構，一次爆炸能同時生產兩塊復合板，在等量情況下將為爆炸焊接節省大約2/3的炸藥，并有效削弱了爆炸焊接沖擊波、地震波及噪音等次生危害。但是，雙立式爆炸焊接方法的大規模、標準化生產應用和實踐尚需解決安裝工藝參數的控制和側向高速飛散復合板的防護等關鍵問題。立式結構下的爆炸焊接基復板間隙、裝藥厚度等參數將失去平行法中重力的自約束能力，而需要新的裝置來實現固定安裝。爆炸后復合板在炸藥爆轟的高壓作用下將被加速到60~150m/s左右，復合板的高速運動和碰撞將影響焊接質量并帶來嚴重的安全性問題。

1、危險系數大。在雙立式爆炸焊接中，復板在炸藥爆轟驅動下將達到幾百米每秒甚至上千米每秒的速度，而后與基板發生高速碰撞并結合，焊接后的復合板將以60~150m/s左右的速度向兩側飛散出去，這將對周圍的人員、房屋和器材等造成極大的危害。

2、質量難以控制。在雙立式爆炸焊接中，基板、復板等部件都采用立式結構，豎立之后的基復板將由于失去重力的自適應作用而難以保證其各工藝間隙的準確性，從而實現質量的有效控制；另外，焊接后高速飛散的復合板將和周圍的巖石、樹木、地面等發生不規則碰撞，從而造成復合板的彎曲、撕裂甚至開層等影響復合板質量的破壞性現象。

3、沖擊破壞性大。目前，爆炸焊接常采用工業上的粉狀乳化炸藥并摻入一定比例的食鹽、膨脹珍珠巖和木粉等制備的低爆速炸藥。爆炸焊接中的炸藥爆炸將產生高達1～10Gpa的壓力，強大的沖擊波、地震波、噪音等次效應危害將對周圍的生態環境和居民生活帶來破壞和困擾。

4、勞動強度大。在進行雙立式爆炸焊接的作業時，雖然一次爆炸能夠實現兩塊復合板的結合，提高了爆炸焊接的生產效率，降低了炸藥費用的成本。但是，由于爆炸沖擊的巨大破壞性，如果沒有良好穩固的防護結構，爆炸作業場地的修建、平整及防護等工作的勞動強度仍然十分巨大，從而帶來另一方面的成本增加。

目前采用的緊固箍互鎖式防護裝置（ZL201020273698.1）雖能對復合板起到良好的防護作用，但在實踐中安裝困難，通用性差，工藝參數難以有效控制，箍環一旦損壞即報廢，增加了生產成本。

綜上所述，如果能夠設計出適用于雙立式爆炸焊接的便捷、穩固和可重復利用的防護安裝裝置，不僅能夠充分利用雙立式爆炸焊接封閉式裝藥帶來的生產效率和能量利用率的提高，從而實現爆炸焊接行業的低碳節能和可持續發展，而且有利于實現雙立式爆炸焊接的自動安裝和穩固防護，進一步降低雙立式爆炸焊接的作業強度，提高生產過程中的安全性。

發明內容

本發明雙立式爆炸焊接自鎖式防護安裝裝置是針對雙立式爆炸焊接方法的穩固安裝和安全防護問題而提出的。

關于雙立式爆炸焊接復合板防護的動力學問題，由爆轟理論可知，炸藥起爆后釋放出爆轟波、爆轟產物的動能和爆熱等三種能量，其中爆轟波和爆轟產物的動能將對兩側復板做功，使其在極短的時間內被加速到幾百米每秒的速度。若以????????????????????????????????????????????????代表復板獲得的平均速度，則復板的動能為：

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其中，為復板的質量，根據雙立式爆炸焊接的復板一維計算公式，即復板在炸藥爆轟中獲得的動能為：

?????????????????????（2）

假設復板在爆轟瞬間獲得速度，即基復板的碰撞過程滿足動量守恒，若焊接后復合板的整體速度為，則由動量守恒定律：

???????????????????????（3）

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在雙立式爆炸焊接中，由于沒有地基的作用，在基復板碰撞結合的瞬間，復板中的大部分動能將轉化為復合板的界面能，使焊接界面發生金屬的塑性變形、熔化和射流等，除了小部分能量引起復合板的宏觀變形外，中剩余的能量將轉化為復合板的動能，使焊接后復合板繼續以速度向兩側運動，其中：

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