[发明专利]一种用于脆性材料的爆炸切割装置

说明书

技术领域

本发明属于一种爆炸加工装置，特别是一种用于快速切割脆性材料的爆炸切割装置。

背景技术

脆性材料是指在外力作用下仅产生很小的变形即破坏断裂的材料，是与塑性材料想对应的，一般将将延伸率大于5%的材料称为塑性材料，延伸率小于5%的材料称为脆性材料。脆性材料种类繁多，占到现有材料的一半以上，如玻璃、有机玻璃、高硅氧酚醛树脂、硬质合金、石墨、陶瓷、岩石、混凝土、铸铁……，都是脆性材料。与塑性材料相比较，脆性材料具有如下特点：1）抗压不抗拉，即脆性材料的抗拉强度远小于抗压强度。2）抗静载不抗冲击，即脆性材料的冲击强度远小于准静态强度。3）应力集中敏感，虽然所以材料都用应力集中效应，但脆性材料对应力集中更为敏感，具有极高的缺口敏感性。4）硬度高，脆性材料一般都具有较高的硬度。

由于脆性材料的硬度高，很难对其进行切割加工，目前脆性材料的切割技术主要有：水射流切割、金刚石刀片切割、激光切割、等离子切割。这些切割技术虽然具有较高的切割精度，但切割速度慢，效率低，而且均需要专用设备，操作复杂，切割成本高。

采用爆炸切割技术可以实现脆性材料的快速切割。现有的爆炸切割技术采用的都是聚能原理，即在带有凹槽的金属药型罩外部装填炸药，炸药爆轰后压垮药型罩，使能量聚集形成高速金属射流，最后利用金属射流进行切割。如发明专利ZL200710012257（飞机舱体聚能切割装置）采用的是带有80°张角的铅锑合金药型罩，实用新型ZL95242267（聚能切割器）采用的是环形的金属药型罩，实用新型ZL200820221979（爆炸切割阀）采用的也是环形的金属药型罩，实用新型ZL200820109132（破墙切割索）采用的是锥形、半球形、喇叭形金属药型罩。以上带有聚能药型罩的爆炸切割装置，其金属射流的强度极低，可以近似为流体，只适合切割塑性材料，但对于硬度较高的脆性材料，金属射流形成的缺口浅，切割能力较差。另外药型罩材料一般为纯铜或铅合金，结构复杂，材料成本和加工成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种对脆性材料具有较强切割能力，而且能够进行快速切割的爆炸切割装置。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种用于脆性材料的爆炸切割装置，包括炸药、钢三角丝、塑料槽和橡胶槽，钢三角丝尖端向下安装在塑料槽中，炸药平铺在钢三角丝的上表面，炸药高度与塑料槽上沿平齐；橡胶槽开口向下，其内壁与塑料槽的外壁用胶水粘接，将炸药和钢三角丝密封。

本发明与现有技术相比，其显著优点：（1）用钢三角丝取代了聚能药型罩，在相同炸药量的情况下，钢三角丝能够形成更深的缺口，因此能够切割开更厚的脆性材料，使本爆炸切割装置具有更强的切割能力。（2）用钢三角丝取代了纯铜或铅合金的聚能药型罩，降低了材料成本和加工成本。（3）炸药截面形状为矩形，不需要聚能凹槽，降低了炸药成型模具的加工难度和加工成本。

附图说明

附图是本发明一种用于脆性材料的爆炸切割装置的截面图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

结合附图，本发明是一种用于快速切割脆性材料的爆炸切割装置，由炸药1、钢三角丝2、塑料槽3和橡胶槽4组成。钢三角丝2尖端向下安装在塑料槽3中，炸药1平铺在钢三角丝2的上表面，炸药1高度与塑料槽3上沿平齐。橡胶槽4开口向下，其内壁与塑料槽3的外壁用胶水粘接，将炸药1和钢三角丝2密封。

使用时，将橡胶槽4开口向下粘贴在脆性材料表面，炸药1起爆后驱动钢三角丝2向下运动，钢三角丝2切割开厚度很薄的塑料槽3，高速撞击脆性材料并在其表面形成缺口，然后爆轰波冲击在缺口上，脆性材料产生裂纹扩展和层裂，最终发生断裂。

炸药为具有较高爆速的固体炸药，如挠性炸药、塑性炸药或粘结炸药。钢三角丝要求具有较高的硬度，可以为不锈钢或普通碳钢。塑料槽要求为中等硬度并容易挤塑加工，可以为聚氯乙烯、聚乙烯或改性聚苯乙烯，橡胶槽要求具有中等硬度及较好的抗冲击性能，可以为异戊橡胶或氟橡胶。