[发明专利]一种微差爆炸焊接作业结构及方法

权利要求书

1.一种爆炸焊接作业方法，利用微差爆炸焊接作业结构进行爆炸焊接作业，所述微差爆炸焊接作业结构包括引爆场地、安装在所述引爆场地内的爆炸焊接阵列和用于引爆所述爆炸焊接阵列的引爆器(9)，所述引爆器(9)通过电连接线网与所述爆炸焊接阵列连接，所述引爆场地包括炮台(1)和安装在炮台(1)边缘的保护框(6)，所述爆炸焊接阵列包括基板阵列和与所述基板阵列结构相同且对应布设在所述基板阵列上的复板阵列，所述基板阵列由M行N列的基板(2)组成，所述复板阵列由M行N列的复板(4)组成，其中，M和N均为正整数且M≥1，N≥2，基板(2)与复板(4)之间设置有支撑杆(3)，复板(4)上设置有雷管(5)，雷管(5)的数量与复板(4)对应相等且为M×N个，复板(4)的边缘安装有用于围栏炸药(8)的药框(7)，所述炸药(8)均匀的铺设在复板(4)上，雷管(5)的一端埋入炸药(8)内，所述电连接线网为树状电连接线网，所述树状电连接线网具有一个输入端和M×N个输出端；所述树状电连接线网的一个输入端与引爆器(9)相接，所述树状电连接线网的M×N个输出端分别与M×N个雷管(5)相接；

所述树状电连接线网包括分线器和多根电线(11)，所述分线器包括主分线器(10-1)和与主分线器(10-1)依次串联的辅助分线器(10-2)，以及M个分别与主分线器(10-1)和辅助分线器(10-2)连接的分支从分线器，所述分支从分线器包括多个依次串联的从分线器(10-3)，引爆器(9)与主分线器(10-1)之间、主分线器(10-1)与辅助分线器(10-2)之间、主分线器(10-1)与从分线器(10-3)之间、辅助分线器(10-2)与从分线器(10-3)之间、两个从分线器(10-3)之间以及从分线器(10-3)与雷管(5)之间均通过电线(11)连接；

所述M×N个雷管(5)均为毫秒导爆管雷管，M×N个毫秒导爆管雷管呈M行N列的阵列式布设，每一行中的N个毫秒导爆管雷管延时时间均相同，M行毫秒导爆管雷管的延时时间依次延长，相邻两行之间的毫秒导爆管雷管的延时时间间隔不小于20ms；

所述复板(4)为矩形，所述毫秒导爆管雷管设置在复板(4)同侧一边上中心位置，所述M行复板(4)的结构均相同，N列复板(4)由结构相同且连续的a列第一复板(4-1)和结构相同且连续的b列第二复板(4-2)组成，其中，a和b均为非负整数且a+b＝N；

还包括噪声振动监测器，所述噪声振动监测器与所述引爆场地的间距为L，L为400m～500m；

其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、构建引爆场地：首先，选择周围五公里内无人居住的开阔场地，采用挖掘机平整该开阔场地，在该开阔场地中心铺3米高的细沙与泥土混合物形成爆炸焊接作业场；然后，在爆炸焊接作业场上均匀的铺设一层厚度不小于100mm且细度为10目的细土，形成炮台(1)；最后，在炮台(1)边缘安装保护框(6)；

步骤二、确定爆炸焊接阵列对象：首先，根据实际需求分别确定要焊接的基板(2)和复板(4)的尺寸和材质；然后，根据实际需求确定爆炸焊接阵列的规模；

步骤三、布置炸药，过程如下：

步骤301、根据公式Q_min＝SW_g，计算单张复合板起爆药量Q_min，其中，S为步骤二中基板(2)和复板(4)的尺寸获取的爆炸焊接面积，W_g为爆炸焊接单位面积所需的药量且γ为爆炸焊接经验参数，δ为复板(4)的厚度，ρ为复板(4)的密度；

步骤302、根据公式计算每行复合板起爆药量其中，Q₀为单响药量，每行复合板起爆药量满足：Q_imin为每行N个复合板中的第i个复合板的实际起爆药量且Q_imin≥Q_min；

步骤303、铺设炸药：首先，筛除或破碎炸药(8)中的结块，将粉状炸药(8)按照步骤302中计算的实际起爆药量均匀松散的铺设在每个复板(4)上；然后，采用刮药板将炸药(8)均匀的刮平；

步骤304、炸药的围挡：采用药框(7)对每个复板(4)上的炸药(8)边缘围挡一周；

步骤四、确定复板间距并布置爆炸焊接阵列，过程如下：

步骤401、根据公式计算延迟起爆下爆炸冲击波前缘与雷管(5)的最小距离R_min，其中，K为与炸药起爆环境有关的常数，P₀为大气压，P为爆炸冲击波前缘压力；

步骤402、根据公式R₁≥R_min-h₁，确定每行复板的板间间距R₁，其中，h₁为复板(4)沿行向的边长；

步骤403、根据公式确定各行复板的行间间距R₂，其中，h₂为复板(4)沿列向的边长；

步骤404、布置爆炸焊接阵列：首先，根据步骤402中计算的每行复板的板间间距R₁和步骤403中计算的各行复板的行间间距R₂的值，选取每行复板的板间间距R₁和各行复板的行间间距R₂的实际值；然后，根据选取的每行复板的板间间距R₁和各行复板的行间间距R₂的实际值在所述引爆场地内布置爆炸焊接阵列；

步骤五、布置起爆点并连线树状电连接线网：首先，在M×N个复板(4)同侧一边上中心位置确定起爆点安装位置并添加引爆药；然后，将M×N个毫秒导爆管雷管分别对应安插在M×N个复板(4)上布放有引爆药的位置；最后，采用所述树状电连接线网将引爆器(9)与M×N个毫秒导爆管雷管连接；

步骤六、爆炸焊接作业及爆炸焊接噪音监测：根据步骤五中设置好的爆炸焊接作业结构，操作引爆器(9)工作，完成爆炸焊接作业，同时，采用与所述引爆场地间距为L的所述噪声振动监测器监测爆炸焊接作业产生的噪音。