[发明专利]一种爆炸焊接装置及方法

说明书

本发明涉及一种应用于爆炸焊接技术的新方法，具体涉及一种爆炸焊接装置及方法，解决现有爆炸焊接复合板焊接质量不好的问题。装置包括强光光源及炸药涂层；上述炸药涂层为涂覆在待焊接目标物表面的光敏炸药涂层；强光光源用于照射并引爆光敏炸药涂层，确保光敏炸药涂层整个面同时起爆。光敏炸药对光比较敏感，可以用喷涂枪将光敏炸药喷涂到待焊接的目标物表面，通过强光照射使光敏炸药涂层发生起爆，在厚度很薄的涂层内能够实现稳定爆轰波，实现大面积同步可靠起爆。可以应用于板与板、管与管、异型件等的爆炸焊接。

技术领域

本发明涉及一种应用于爆炸焊接技术的新方法，特别是一种光起爆的爆炸焊接装置及方法。

背景技术

爆炸焊接是利用炸药爆炸产生的巨大能量，将两种或多种不同熔点、不同强度、不同厚度、不同热膨胀系数以及硬度差别很大的金属焊接在一起，在制造任意金属组合的复合材料方面具有独特的优势，甚至能够对金属与非金属如陶瓷等材料实施焊接，在化工、石油、环保(核废料处理)、电力、造船、核工业、航空航天、超导材料等领域显示出了不可替代的重要作用。

爆炸焊接复合板的质量好坏与起爆方式密切相关。目前用于爆炸焊接的起爆方式有中心起爆和边缘起爆两种，这两种起爆方式的爆轰波均是由起爆点向其他部位传播的，存在不同部位开始加速时间不同的问题，并使复板、基板的碰撞速度各不相同，造成焊接界面因碰撞速度前后起伏过大而导致焊接质量不好的问题，如间隙和空洞等缺陷。因为炸药的布置工艺对爆炸焊接时复合板上作用的爆炸载荷的强度和特征参数有直接影响，为了改善复板各点处爆炸载荷不同的问题，常见的办法是采用不等厚的布药工艺，可以实现复板各点处的爆炸载荷基本保持不变，从而提高板的结合质量。但不等厚布药工艺要求设计出合理装药厚度，对于不同的爆炸焊接材料需要进行验证和进一步修正。另外，爆炸焊接时复合板的边界经常会出现焊接不牢乃至空隙等情况，这种现象在爆炸焊接厚复合板时尤为严重，此即为爆炸焊接的边界效应问题，也是不等厚布药工艺无法消除的，研究表明炸药爆炸时装药宽度两侧以及起爆端的稀疏波所引起的装药边界能量不足是造成复合板边界效应的关键因素。

发明内容

本发明的目的是提出一种新的爆炸焊接装置及方法，解决现有爆炸焊接复合板焊接质量不好的问题。

本发明的技术方案是：

一种爆炸焊接装置，其特殊之处在于：包括强光光源及炸药涂层；

上述炸药涂层为涂覆在待焊接目标物表面的光敏炸药涂层；光敏炸药对光比较敏感，可以用喷涂枪将光敏炸药喷涂到待焊接的目标物表面，通过强光照射使光敏炸药涂层发生起爆，在厚度很薄的涂层内能够实现稳定爆轰波，实现大面积同步可靠起爆。其中目标物，往往包括待焊接的两种或两种以上材料，板材包括复板、基板，管材包括复管、基管，本发明中如无特殊说明则目标物特指紧邻炸药涂层的某种材料。

上述强光光源用于照射并引爆光敏炸药涂层，确保光敏炸药涂层整个面同时起爆。

进一步地，上述强光光源为电爆炸装置；通过极短时间内向金属丝输入强电流，使金属丝发生电离爆炸产生等离子体辐射强光，照射在光敏炸药表面使光敏炸药大面积同步起爆。

进一步地，上述电爆炸装置产生的强光光谱范围包含紫外光，选用钨丝或钼丝等材料作为金属丝材料，金属丝材料在0.1mm量级，例如0.3mm，并确保有足够的电能量释放强光使炸药面同时发生爆炸。可以在光敏炸药涂层正上方相同距离处布设多根金属丝，尽量确保强光照射到光敏炸药涂层的照度均匀，这有利于提高光敏炸药大面积起爆的同步性。

进一步地，上述光敏炸药为乙炔银-硝酸银，用喷涂机器人或机械臂进行远程操作，确保喷涂工艺安全，且可以更加精确控制炸药涂层的厚度，提高炸药爆炸载荷均匀性，改进爆炸焊接效果，并有效提高炸药材料的利用率，降低成本。光敏炸药涂层厚度过低不利于爆轰稳定性，过高涂层会产生裂纹，厚度通常为0.02～2mm。