[发明专利]单点多块连续爆炸焊接装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种利用炸药爆炸所产生的能量作为能源，使被焊接的两个金属表面形成牢固的固相结合的多块连续爆炸焊接方法。属于爆炸焊接技术领域。

背景技术

爆炸焊接技术及爆炸复合材料已广泛应用于石油、化工、造船、电力、航空、航天、制盐、制碱、冶金、原子能、采掘、运输、及机械制造等各个领域之中。

由于有色金属如铝、铜等与钢材料的机械物理性能差异较大，因此采用一般的焊接方法很难实现这两类材料的焊接，但可采用爆炸焊接的方法实现这两类金属材料的焊接，因此炼铝、造船等行业都广泛采用爆炸焊接的方法生产这种铝-钢、铜-钢复合接头。采用这些爆炸复合接头就可实现这两类金属构件之间的焊接。为了节省成本和配套金属构件焊接的需要，这些复合接头的尺寸较小，一般长200mm左右，宽100mm左右，但厚度较厚，一般在(50+15)mm左右，也就是说这类复合接头面积小但厚度大。由于铝、铜等有色金属熔点低，与钢复合后其切割难度大，目前主要采用以下两种方法制造这类复合接头，但这两种方法均成本高昂，生产率低。

1、单个复合接头直接爆炸焊接方法。按照用户或厂家所需单个复合接头的尺寸规格，直接进行爆炸焊接。由于铝钢接头尺寸较小，这种爆炸焊接方法生产率低，大大提高了加工成本。

2、整板爆炸焊接再切割的方法。先采用爆炸焊接的方法制造大面积的铝钢复合板，然后运用机械加工的方法再切割成用户或厂家所需尺寸规格的复合接头。由于铝、钢的机械物理性能差异较大，一般不能采用等离子体或火焰切割的方法，而只能采用铣切加工、水刀、电火花等切割方法，这些方法切割速度慢，也大大提高了生产成本。

采用上述两种方法生产小块铝钢复合接头等类似产品，由于切割问题造成了成本非常高，为了降低成本、提高生产效率，发明了铝钢、铜钢等复合接头单点多块连续爆炸焊接方法。

发明内容

针对铝钢、铜钢等复合接头面积小，一次大板复合切割费用高，而单个接头爆炸焊接成本高、成材率低等缺点，本发明通过理论研究和多次试验成功克服了上述几个技术难题，从而发明了复合接头单点多块连续爆炸焊接方法，不仅大大降低了生产成本，而且大大提高了生产效率。

本发明的技术解决方案：

1、基复板尺寸和块数设计。根据用户对铝钢、铜钢等复合接头尺寸的需求，确定基板和复板的爆炸尺寸。如复合接头尺寸为：

a×b×(d₁+d₂)

其中：a，b分别为复合接头尺寸的长度和宽度；d₁，d₂分别为复合接头基板和复板的厚度，单位为毫米。则单点多块连续爆炸焊接方法须对基板和复板的爆炸尺寸和块数进行如下设计：

基板：a×b×d₁，d₁为正公差，基板的块数设计为n₁×n₂。其中n₁为接头宽度方向设计的块数，n₂为接头长度方向设计的块数。根据现有铝钢、铜钢等复合接头尺寸的范围，如可取n₁＝40，n₂＝20，也就是复合接头宽度方向设计40块，长度方向设计20块，这样单点多块爆炸一次复合的面积大约为4米×4米＝16平方米，而一次可爆炸复合接头的块数为800块，且爆炸焊接后即成为用户所需规格的接头尺寸。

复板：长度为(a+1)×n₂，宽度为(b+1)×n₁，厚度为d₂，d₂为正公差。块数为1块。

2、基复板布设方案。为了保证多块复合接头一次爆炸焊接复合率和切割成功，钢基板的布设方案尤为重要。首先保证地基基础平整，其次按照长度和宽度方向设计的块数依次布置，基板布置时每块之间长度和宽度方向均间隔1mm，并确保所有基板的整体平整。最后按照爆炸焊接工艺所要求的间隙，在基板上布设间隙，再在间隙上布设复板。

3、单点多块连续爆炸焊接装药工艺。单点连续爆炸焊接装药工艺必须注意以下三点。一采用边缘起爆；二起爆端药盒比复板稍长，其伸出长度根据复板厚度计算；三复板对应于基板间隔的1mm区域左右布药厚度稍厚，其超出厚度依据复板厚度和材料计算。

附图说明

附图是单点连续爆炸焊接装药工艺示意图。

图中的1是药盒、2是雷管、3是炸药、4是复板、5是间隙、6是基板、7是地基。

具体实施方式