[发明专利]互锁式双立爆炸焊接防护装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种互锁式双立爆炸焊接防护装置，在双立爆炸焊接过程中，该防护装置不仅可使两复合板瞬时趋于静止和可控状态，从而不会产生大的变形破坏，而且进一步削减了爆炸冲击波对周围环境的影响，属于爆炸焊接和金属材料综合技术领域。

背景技术

为了充分利用炸药的能量、削减冲击波对周围环境的不利影响，并能形成稳定的生产工艺，作者通过理论分析和试验研究发明了双立式爆炸焊接方法。关于此方法以及装药工艺已申请了2项发明专利。

如附图2所示，炸药4由雷管引爆后爆轰产生的冲击波使左右两侧竖立的两块复板(3和5)均发生弯曲和塑性变形并分别与两侧同样平行竖立的两块基板(1和7)产生碰撞并焊接，焊接后的两块复合板不是向下运动与地基发生碰撞，而是向两侧运动。

与先行平行爆炸焊接方法相比，双立爆炸焊接方法有以下三个重要优势：

(1)节能减排、降低成本(可节省2/3装药量)、提高效率。

双立式爆炸焊接方法变平行法的开放式爆炸焊接结构为封闭式焊接结构，炸药能量得到充分利用，同样的装药量，平行法焊接成功一块复合板，而双立法则成功焊接两块同样大小的复合板。此外在双立爆炸方法中，由于爆轰波是在两复板刚性壁之间传播和作用，其爆轰荷载的叠加效应使得其比现行平行爆炸方法又节省了一部分装药量，多次的实验也证明：双立式爆炸焊接方法可至少节约2/3的装药量。这样大大减少了炸药能源的消耗和气体的排放，不仅节能环保，而且大大降低了加工成本，提高了爆炸焊接的作业效率。

(2)削减爆炸焊接冲击波、提高了爆炸焊接可行性生产。

在双立爆炸焊接方法中，焊接后的两块复合板不是向下运动与地基发生碰撞，而是向两侧运动。如果在两侧设计永久性的防护结构(如图3所示)，则两侧复合板以及防护结构等大大削减了爆炸焊接冲击波对周围环境的破坏作用，基本解决了爆炸焊接环境保护问题，大大提高了爆炸焊接可行性生产问题。此外，药量的减少也减少了对周围环境的消极影响。

(3)参数易于控制，易形成标准化机械化生产模式，产品质量易于控制。

双立爆炸后的复合板是向两侧运动，而两侧的防护结构是事先通过理论模拟计算和多次试验形成的固定装置，因此使得焊接成功的复合板不会产生较大的塑性变形和裂纹等缺陷，不仅减少了复合板材的后续加工，而且也提高了爆炸复合板的焊接质量。

在双立爆炸方法中，其基复板间隙、两复板之间的距离(即装药厚度)等安装参数事先均在生产车间中安装完毕，保证了装药参数和安装参数的稳定性，也不仅有利于提高爆炸焊接质量，而且变现行爆炸焊接方法的手工作业模式为机械作业模式。

此外现行平行爆炸法由于是完全裸露装药，而且是现场作业，因此如遇阴雨天气，则爆炸焊接生产将不能进行。而双立爆炸法，其装药几乎是全封闭的，而且大部分作业过程均在生产车间中完成，因此即使遇到阴雨天气，仍然可进行作业。所以双立爆炸法便于形成一整套工艺流程，形成规范的作业模式，易于形成标准的工艺流程。

虽然双立爆炸方法具有明显的优越性，申请人也已解决了双立爆炸焊接的装药参数和安装工艺问题，但此方法要取代现有的方法进入工业化和规模化应用，还有一个关键问题——复合板两侧的防护问题需须要解决。

由于爆炸焊接后复合板尚具有相当大的飞行速度，如对两侧的防护结构不进行精确的计算模拟设计，则不仅将破坏已经成功复合的复合板，而且很可能使爆炸焊接生产具有很大的危险性和不确定性。因此通过研究双立式爆炸焊接方法焊后复合板的运动规律、研究复合板与防护结构之间的作用机理和变形规律，从而最终设计一种可多次使用的两侧永久防护结构。

发明内容

本发明的目的旨在通过理论计算、数值模拟和现场试验，优化设计一种可重复使用互锁式双立爆炸焊接防护装置，从而使双立爆炸焊接方法进入工业化生产，最终使其实现节省2/3炸药并进一步削减冲击波对周围环境不利影响的目的。

本发明的技术解决方案：

1、互锁防护装置总体方案设计

在双立爆炸焊接装置中，由于复合板焊接后向外侧仍具有相当大的运动速度，因此在两对基板的外侧必须设置两块防护板，以阻止复合板的飞行运动。

在复合板与防护板撞击的过程中，为了保证二者均不会产生大的变形和破坏，防护板在材料选择和厚度设计方面要保证其必须具有足够的刚度和强度。