爆炸焊接课件

1、爆炸焊接爆炸焊接（explosive welding）是一种利用炸药爆炸产生的冲击力造成工件迅速碰撞而实现焊接的方法，通常用于异种金属之间的焊接。如钛、铜、铝、钢等金属之间的焊接，可以获得强度很高的焊接接头。而这些化学成分和物理性能各异的金属材料的焊接，用其他的焊接方法很难实现。现代工业需要多种多样的金属复合材料，爆炸焊接工艺应运而生。 复合板即由两块或多层板爆炸焊接而成。包覆上的与原板性能相同或不同的板材，称为覆板，原板即称为基板。基板要比覆板厚得多，覆板厚度对基板厚度的比值，称为复合比。爆炸焊接过程的基本原理如图是爆炸焊接的典型装置。图中基板（通常为钢板）厚度应为覆板厚度的2.5倍以上，两

2、板复合面事先清洗干净。覆板四周比基板大5mm-10mm，二者之间保持一定间隙，覆板用焊于基板四周的铁丝作支撑。覆板上均匀铺上炸药，药框可用木板或纸板制作。基础是石沙堆或泥地。以平板爆炸焊接为研究对象。当基板与覆板之间以角相交，当覆板表面的炸药以爆轰速度VD传播时，复板在爆轰物的高温高压作用下，以V的速度向基板碰撞、压合，当这一速度达到某一数值时，两金属接触瞬间，在高压作用下形成金属流，进而复板与基板焊接在一起。焊接后将焊接面剖开，在金相显微镜下观察，可看到细微的波状结构。如作金相分析，便知两金属彼此己渗入到对方的组织中，此种情况说明爆炸焊接成功。爆炸焊接是一种较为先进的工艺技术，它的最大特点是

3、能够把普通焊接方法较难焊接的异种金属焊接在一起。特别是有色金属与黑色金属的焊接，用常规的焊接方法较难实现，即使用特殊的焊接方法把它们焊接在一起，其接头质量也难保证。而爆炸焊接接头界面处的结合强度往往大于母材本身的强度。另外，爆炸焊接可以完成大面积的焊接，这一点是其他焊接方法所无法代替的。爆炸焊接的特点 爆炸焊接是Carl在1944年首先提出来的，他第一个观察到了由炸药爆轰引起的材料在高速碰撞下的固相焊接，于是提出了利用爆炸和超声波技术把各种金属焊接在一起的设想。爆炸焊接国内外现状随后，美国的Philipchuk V第1次把爆炸焊接技术引入到实际工业中，成功地实现了铝与钢之间的爆炸焊接。到20世

4、纪60年代初期，英国、前苏联、联邦德国、捷克、日本等国也相继开展了对爆炸焊接技术和理论的研究，使该项技术日趋成熟同时，我国也有少数人开始从事爆炸焊接方面的实验及其理论研究，1968年大连造船厂陈火金等试制成功了国内第1块爆炸复合板。随着工业的发展，越来越多的工程需用优质的不锈钢材或各种稀有金属加工成的耐腐蚀、耐高温、耐磨的部件，这极大地推动了爆炸焊接技术的发展。特别是20世纪80年代以来，爆炸焊接理论和实验技术得到了长足的发展，应用技术也有了许多创新，使得该技术在化工、石油、制药、造船、军事，甚至核工业、航空航天等领域都有广泛的应用。国内外在爆炸焊接领域进行了大量的理论和实践工作，这些工作在一

5、定程度上揭示了爆炸焊接过程的内在本质，但是目前的研究水平和实验方法非常有限，理论基础明显不足，对爆炸焊接的机理还未彻底了解。复合钢板爆炸焊接技术应用于20世纪80年代，它利用在爆炸过程一瞬间产生的一方向向另一方向延伸的爆炸力对复材和基材进行高速而强力的平面推力摩擦产生的热能和化学能，将复材与基材两种金属牢牢地焊接在一起。这种技术为社会节约了大量的有色金属或不锈钢等较贵的金属，也为生产者带来了丰厚的利润。该技术适用于石化、造船、冶金、电子、航天、汽车、机械制造等 领域。近几年来，已开发研制出40多种金属复合材料产品，并已在全国二十几个省、自治区、直辖市的100多个单位推广应用，部分产品已销往国外

6、。 爆炸焊接和爆炸复合材料在汽车中的应用近几年，用爆炸焊接加轧制工艺开发和生产了汽车空调器用的三层铝合金复合钎料。这种铝合金复合钎料(箔卷材)国内外都用轧制复合工艺生产。将其改用爆炸焊接加轧制法后，不仅产品的质量和成材率高，而且成本低。 爆炸焊接在能源技术中的应用爆炸焊接的异种金属的导电复合材料和用其制造的各种形状及用途的过渡电接头，在电力和电解工业中有显著的技术和经济价值，值得大力推广。.爆炸加工技术在宇航、军工、化工等方面的应用例如宇宙火箭上各种形状的大型铝制舱壁、压力容器上的圆盖、锅炉的顶板、热交换器中的凸状通风板以及铝制大型反射器等，都用得着爆炸成型技术。利用铜一钢复合板焊接轮船或军舰

7、上的部件可以收到高强度、耐海水腐蚀的效果； 爆炸焊接技术在金属腐蚀与防护中的应用爆炸焊接作为一种特种焊接技术，它的特点是在瞬间能将相同的、特别是不同的和任意的金属材料组合，简单迅速和牢固地焊接在一起，因此可以制造大面积的各种组合、各种形状、各种尺寸和各种用途的双金属及多金属复合材料。爆炸复合材料为金属的腐蚀与防护提供了新型的价廉物美的结构材料系统，爆炸焊接为这种系统的建立提供了一种先进的生产技术。爆炸焊接技术和爆炸复合材料在金属材料的腐蚀与防护中的应用，其理论和实践为腐蚀和防护这门学科增添了新鲜内容。这种技术和材料应当在这领域引起更多的重视，获得更大的发展。爆炸焊接对炸药的要求爆炸焊接对所用炸

8、药有严格的要求，炸药的爆速一般在2000ms左右，殉爆、猛度适宜，通常复合板的面积越大，复板延展性越差，炸药的爆速应当越低。爆炸焊接原先一直使用2岩石铵梯炸药作为爆炸焊接专用炸药，使用效果较好，由于2岩石铵梯对环境和作业人员存在严重危害，需要新的炸药进行替代。爆炸焊接专用炸药配制原则 基础爆炸焊接专用炸药配方的基本原理，是在一种炸药中加入另一种与其相容的、广义的稀释剂，降低其爆速。配制爆炸焊接专用炸药的制造方法很多，不同类型的爆炸焊接专用炸药往往采用不同的方法，包括混合法、鼓风法、热膨胀法、溶液沉淀法、化学发泡法等，其中较为常用的方法是混合法、溶液沉淀法。爆炸焊接专用炸药一般为在一种炸药中加入

9、猛炸药和其他的稀释剂，在降低爆速的同时提高炸药的爆炸性能，这样才能达到爆炸焊接使用的要求，但是加入猛炸药存在炸药成本高、生产安全性差的缺点，粉状乳化炸药具有性能稳定、流散性好、爆炸均一性好等特点。利用粉状乳化炸药添加适当的稀释剂研究爆炸焊接专用炸药，可以解决炸药的安全性问题及当前爆炸焊接专用炸药的使用问题。爆炸焊接具有近乎神奇的焊接性，这种特性不仅使它作为一种焊接新技术在同种、特别是异种金属材料的焊接中发挥重要的和不可替代的作用；而且作为生产金属复合材料的一种新工艺，在制造大面积的各种组合、各种形状、各种尺寸和各种用途的双金属及多金属复合材料中发挥同样重要和不可替代的作用。爆炸复合材料是金属材料和金属复合材料科学的丰富和发展，是新的发展方向。因此，爆炸焊接这一新技术和新工艺在我国应当引起更多的重视和获得更大的发展。爆炸焊接工作者在今后的发展中应把爆炸物理学、金属物理学及焊接工艺学的基本原理应用到爆炸焊接的研究领域中，通过研究分析爆炸瞬问界面产生的应力、应变、温度场等建立界面结合的热力学、动力学模型，深入地研究爆炸焊接机理。此外，爆炸载荷下金属材料在高压、高速、高温和瞬时塑性变形过程中的形态研究以及结合界面的微观组织和性能的研究还不够，爆炸焊接的界面成波机理、界面结合机理仍不十分清楚，