一种需加热爆炸焊接工艺中的安全装置及焊接工艺

摘要

本发明公开了一种需加热爆炸焊接工艺中的安全装置及焊接工艺，其为能够在需加热爆炸焊接工艺中的放置炸药温度过高误爆的安全装置，具有炸药保护容器、保护板和传统爆炸焊接部分，并且通过保护板和炸药保护容器将被加热的高温金属与炸药隔开，并且保温材料和石棉防止了炸药温度过高。覆板被粘接在保护板上，为安全装置的安装提供便利及并未爆炸焊机过程中覆板提供了保护。炸药保护容器可以有效地存储保温材料，使其不因高温热源而在爆炸焊接进行前耗尽。在能够防止爆炸因高温误爆的安全装置中，炸药保护容器外的石棉有效阻挡了来自高温金属的热量；而炸药保护容器中的保温材料具有吸热作用，可使得放置在其中的炸药维持在安全温度。

说明书

技术领域

本发明涉及散热隔热装置的技术领域，具体涉及一种需加热爆炸焊接工艺中的安全装置及焊接工艺，其为能够防止爆炸焊接工艺过程中炸药误爆的能量吸收型散热隔热装置。

背景技术

随着钨、钼、钒等脆性材料的开发，对脆性金属爆炸焊接复合材料的需求提高。在现有技术中，钨、钼等脆性金属与其他金属的爆炸复合工艺，通常需要对脆性金属进行加热，达到脆性金属的韧脆转变温度，增加脆性金属的温度以改善材料的延展性来提高抗冲击性能，确保爆炸焊接过程中不会产生裂纹。然而，这种加热方法产生的高温热源，不能满足预期的工艺安全性。在近距离的高温热源向周围快速释放热量，使其成为爆炸焊接工艺安全的重要问题。传统的预热脆性金属的爆炸焊接工艺虽然可以解决脆性金属在常温下韧性过低的问题，但预热的脆性金属反而成为爆炸焊接工艺中最危险的因素。因此，必须解决加热产生的高温热源对爆炸焊接的炸药的影响，以确保爆炸焊接工艺的安全性。

虽然已经有使用加热脆性材料的爆炸焊接实践，但到现在为止，该技术的工业领域尚未得到广泛的应用，并且现有技术的无法炸药使用过程中安全性的要求。另外，现有技术的技术无法实现加热的高温金属作为覆板的情况。

因此，期望提供一种在加热金属的爆炸焊接工艺中能够防止炸药误爆散热隔热装置，以克服现有技术的缺点。

发明内容

为了解决现有技术的缺点，本发明提供了一种用于加热金属爆炸焊接工艺的散热隔装置，可使炸药在爆炸焊接工艺准备过程中保持在安全温度范围内，且装置简便成本低，此外提供了良好约束及参数调控作用。提供一种简便的散热隔热装置，其具有防止膨胀和爆炸的特性，缩短制造过程所需的时间，减少热量向炸药的传递以及防止爆炸焊接工艺准备过程中炸药误爆。

通过以下技术方案实现本发明的目的：一种需加热爆炸焊接工艺中的安全装置，包括雷管1，爆炸焊接专用炸药2，支撑板3，第一间隔物4，保温材料5，防水层6，炸药保护容器7，上石棉板8，金属保护板9，粘接材料10，覆板11，基板12，下石棉板13，砧板14和第二间隔物15，通过粘接物10粘合石棉板8与金属保护板9，也可选择性将金属保护板9与覆板11粘接，炸药保护容器7由盒状结构以及外侧包裹的石棉构成，将炸药保护容器7内放入防水层6，将覆板11、粘接物10、金属保护板9、上石棉板8和炸药保护容器7从下往上依次组装，并且将爆炸焊接专用炸药2放置在支撑板3上，雷管1放置在爆炸焊接专用炸药2一端，并用第一间隔物4与炸药保护容器7底部隔开一定距离，然后炸药保护容器内的空隙填入保温材料5。将上述组装好的由雷管1，爆炸焊接专用炸药2，支撑板3，第一间隔物4，保温材料5，防水层6，炸药保护容器7，上石棉板8，金属保护板9，粘接材料10，覆板11组成的结构通过第二间隔物15支撑，放置在砧板14上，爆炸焊接前将预热好的基板12以及下石棉板13放入到砧板14上即可。

进一步地，包裹的石棉厚度为1mm-30mm，盒状结构厚度为0.3mm-5mm，底面长宽大于金属保护板9长宽。

一种需加热爆炸焊接工艺，包括如下步骤：

步骤一、对上石棉板8和下石棉板13、金属保护板9、炸药保护容器7进行预定尺寸加工，上石棉板、下石棉板尺寸不应小于金属保护板尺寸，且上石棉板8、下石棉板13厚度不应低于0.5mm，金属保护板9尺寸不应小于覆板尺寸，金属保护板9选择铝、铜或钢；

步骤二、通过乳化基质和中空玻璃微球混合制成玻璃微球敏化的乳化炸药，然后装入所需炸药尺寸的铝蜂窝中制成爆炸焊接专用炸药2，爆炸焊接专用炸药2的乳化炸药混合比例为5％-30％质量分数的玻璃微球及70％-95％质量分数的乳化基质，铝蜂窝的尺寸为六边形胞格的边长5mm-10mm，胞格壁厚40μm-100μm；

步骤三、通过粘接物10粘合上石棉板8与金属保护板9，也可选择性将金属保护板9与覆板11粘接，炸药保护容器7由盒状结构以及外侧包裹的石棉构成，将炸药保护容器7内放入防水层6，将覆板11与金属保护板9的粘接物、上石棉板8和炸药保护容器7从上往下依次组装，并且将爆炸焊接专用炸药2放置在支撑板3上，雷管1放置在爆炸焊接专用炸药2一端，并用第一间隔物4与炸药保护容器7底部隔开一定距离，然后炸药保护容器内的空隙填入保温材料5，将制备好的由雷管1，爆炸焊接专用炸药2，支撑板3，第一间隔物4，保温材料5，防水层6，炸药保护容器7，上石棉板8，金属保护板9，粘接材料10，覆板11组成的结构放置备用；

步骤四、焊接过程，将砧板14放入到爆炸场地中，并在砧板14上放入下石棉板13，石棉板的尺寸大于基板12的尺寸，将所需高度的第二间隔物15固定到砧板8上，将待焊接的脆性金属板加热到热脆性转变温度以上后，放置到砧板14的下石棉板13上，然后将制备好的由雷管1，爆炸焊接专用炸药2，支撑板3，第一间隔物4，保温材料5，防水层6，炸药保护容器7，上石棉板8，金属保护板9，粘接材料10，覆板11组成的结构放置到砧板8的第二间隔物15上，起爆后可获得加热工艺下制备的爆炸焊接复合材料。

本发明的原理在于：对上石棉板8和下石棉板13(石棉板尺寸不应小于保护板尺寸，且厚度不应低于0.5mm)、金属保护板9(保护板尺寸不应小于覆板11尺寸，优先选择铝、铜、钢等相对廉价的金属)、炸药保护容器7、进行尺寸加工。

通过乳化基质和中空玻璃微球混合制成玻璃微球敏化的乳化炸药，然后装入所需炸药尺寸的铝蜂窝中制成爆炸焊接专用炸药2。择优的爆炸焊接专用炸药2的乳化炸药混合比例为5％-30％质量分数的玻璃微球及70％-95％质量分数的乳化基质。铝蜂窝的择优尺寸为六边形胞格的边长5mm-10mm，胞格壁厚40μm-100μm.

通过粘接物10(耐高温无机胶(优先选择)、双面胶、胶水、粘稠工业黄油等)粘合上石棉板8与金属保护板9，也可选择性将金属保护板9与覆板11粘接。炸药保护容器7由盒状结构(薄金属盒、纸盒、塑料盒等)以及外侧包裹的石棉构成(包裹的石棉厚度为1mm-30mm，盒状结构厚度为0.3mm-5mm，底面长宽大于金属保护板9长宽)。将炸药保护容器7内放入防水层6(铝箔胶带、防水胶、树脂等)，将覆板11、粘接物10、金属保护板9、上石棉板8和炸药保护容器7从下往上依次组装，并且将爆炸焊接专用炸药2放置在支撑板3(硬纸板、塑料板、薄铝板等)上，雷管1放置在爆炸焊接专用炸药2一端，并用间隔物4(间隔物为塑料柱、薄金属环等)与炸药保护容器7底部隔开一定距离，然后炸药保护容器内的空隙填入保温材料5(冷水、吸过水的吸水树脂)。将制备好的爆炸焊接专用炸药安全装置(部件1至11的组合)放置备用。

焊接过程，将砧板14放入到爆炸场地中，并在砧板14上放入下石棉板13(石棉板的尺寸大于基板12的尺寸)，将所需高度的第二间隔物15固定到砧板8上。将待焊接的脆性金属板加热到热脆性转变温度以上后，放置到砧板14的下石棉板13上(如有感应加热等便携的加热结构可一并放置到下石棉板13上)，然后将制备好的爆炸焊接专用炸药安全装置(部件1至11的组合)放置到砧板8的第二间隔物15上。起爆后可获得加热工艺下制备的爆炸焊接复合材料。

本发明与现有技术相比的优点和积极效果为：

本发明的一种能够在需加热爆炸焊接工艺中的放置炸药温度过高误爆的安全装置，具有炸药保护容器、保护板和传统爆炸焊接部分，并且通过保护板和炸药保护容器将被加热的高温金属与炸药隔开，并且保温材料和石棉防止了炸药温度过高。覆板被粘接在保护板上，为安全装置的安装提供便利及并未爆炸焊机过程中覆板提供了保护。炸药保护容器可以有效地存储保温材料，使其不因高温热源而在爆炸焊接进行前耗尽。在能够防止爆炸因高温误爆的安全装置中，炸药保护容器外的石棉有效阻挡了来自高温金属的热量；而炸药保护容器中的保温材料具有吸热作用，可使得放置在其中的炸药维持在安全温度。

附图说明

图1是通过这种设计可以在需加热爆炸焊接工艺中的放置炸药温度过高误爆的安全结构示意图。

图中：1为雷管，2为爆炸焊接专用炸药，3为支撑板，4为第一间隔物，5为保温材料，6为防水层，7为炸药保护容器，8为上石棉板，9为金属保护板，10为粘接材料，11为覆板，12为基板，13为下石棉板，14为砧板，15为第二间隔物。

具体实施方式

下面的实施例说明了本发明。

实施例1

图1示出了能够可以在需加热爆炸焊接工艺中的放置炸药温度过高误爆的安全结构。100mm×50mm×1mm的钨板作为基板被预热到900℃，安全装置包括具有炸药保护容器和石棉板。

通过乳化基质和中空玻璃微球混合制成玻璃微球敏化的乳化炸药，然后装入所需炸药尺寸的铝蜂窝中制成爆炸焊接专用炸药2。爆炸焊接专用炸药2的乳化炸药混合比例为25％质量分数的玻璃微球及75％质量分数的乳化基质。铝蜂窝的尺寸为六边形胞格的边长58mm，胞格壁厚60μm，切割为200mm×150mm×20mm的尺寸。

对上石棉板8和下石棉板13切割为150mm×100mm×4mm、金属保护板9为200mm×150mm×1mm的铜板，炸药保护容器7为250mm×200mm×50mm的薄铝盒，外侧包裹约10mm厚度的石棉。通过粘接材料10(例如耐高温无机胶)，将保护金属保护板9与作为覆板的150mm×100mm×10mm覆板11(例如铜板)粘接。将覆板11、粘接物10、金属保护板9、上石棉板8和炸药保护容器7从下往上依次组装，并且将爆炸焊接专用炸药2放置在200mm×150mm×0.5mm支撑板3(例如塑料板)上，雷管1放置在爆炸焊接专用炸药2短边中间，并用第一间隔物4(例如10mm高度的薄铝环)与炸药保护容器7底部隔开一定距离，然后炸药保护容器7内的空隙装入保温材料5(例如水)，炸药保护容器7内设置防水层6。将制备好的爆炸焊接专用炸药安全装置(部件1至11的组合)放置备用。

焊接过程，将300mm×200mm×20mm砧板14(例如钢板)放入到爆炸场地中，并在砧板14上放入下石棉板13，将第二间隔物15固定到砧板8上。将待焊接的钨板作为基板12加热到800℃以上后，放置到砧板14的下石棉板13上，然后将制备好的爆炸焊接专用炸药安全装置(部件1至11的组合)放置到砧板8的第二间隔物15上，然后起爆。

应当注意，根据本发明由于具有多层结构会对炸药对覆板的加速作用产生影响，因此不考虑保护装置的传统爆炸焊接结构所计算的冲击速度为上限值。另外，炸药保护容器、石棉板和保护板层均由多层构成，并且可以根据实际使用要求灵活地确定。在能够可以在需加热爆炸焊接工艺中的放置炸药温度过高误爆的安全结构中，由于保温材料可以吸收热量保持炸药在安全温度范围内，因此此装置能够防止炸药在爆炸焊接起爆前因温度过高误爆。

以保温材料为水或吸水树脂为例，水蒸发吸热带走热量，并且在水损耗完之前可保持炸药温度在100℃之内。