一种真空环境下爆炸复合管棒制备方法

1.本发明属于爆炸焊接领域，涉及一种真空环境下爆炸复合管棒制备方法。


背景技术：

2.爆炸焊接是一种利用炸药爆炸产生的高压对数种相同或不同的金属之间进行冶金结合的固态焊接工艺，金属制造加工行业中常利用爆炸焊接方法生产各种用途广泛的多金属复合材料。在降低生产成本、提高产品质量等方面上，爆炸焊接拥有传统金属复合手法无法比拟的优越性。利用爆炸焊接技术生产的双金属复合管材与棒材是一种常用的优质复合材料，不仅可以保证金属材料的原始性质不变，还能够将耐腐蚀性强、强度高、可塑性好等不同优点集于一身，在精密机械、石油化工、航空航天等领域内得到了广泛应用。
3.现今关于爆炸焊接制备复合材料的应用主要集中于常压下一次性制备单组复合材料，这不仅对炸药能量的利用率较低，且难以加工部分厚度极薄的金属管材，基复材料夹层之间的空气间隙也会一定程度上影响待复合材料的结合质量。而当压力环境产生变化时如水下环境、太空环境等，传统爆炸焊接法就失去了其普适性。


技术实现要素：

4.本发明提供了一种真空环境下爆炸复合管棒制备方法，目的在于提高焊接过程中的炸药利用率，杜绝炸药与待复合管材直接接触所引起的复合材料表面烧蚀损伤，同时为特殊环境下的金属复合作业提供新思路。
5.本发明所采用的技术方案是一种真空环境下爆炸复合管棒制备方法，其内容步骤包括以下方面：
6.1)将金属棒材1、金属管材2、pvc管5-1、pvc管5-2、金属管材3、金属管材4由内至外同轴设置；
7.2)于pvc管5-1和pvc管5-2之间填充爆炸复合用炸药与雷管，组成爆炸装置；
8.3)将待复合管材和爆炸装置之间注满水，构建水环境；
9.4)将待复合材料、爆炸装置与水环境整体置入真空罐中并抽真空，构建真空环境；
10.5)引爆爆炸装置使金属材料牢固焊接，得到两组高质量爆炸复合管与复合棒。
11.传统爆炸焊接基本不处理复合材料间隙的空气层，这不但可能使焊接过程中待复合材料的结合界面上出现大面积熔化，更甚者则导致待复合材料之间完全无法复合。并且传统制备爆炸复合管多将炸药与待复合材料直接贴合接触，这极大的增加了爆炸复合棒表面受到灼烧损伤的可能性，导致产品质量受到严重影响。现今对各种金属材料的复合处理不仅局限于日常工业生产，在太空环境、水下环境等特殊场景中也时常出现，而传统爆炸焊接法显然不具备在特殊环境中处理金属复合问题的能力。
12.本发明提供了一种真空环境下爆炸复合管棒制备方法，目的在于解决以上生产难点。其不仅在待复合管材与爆炸装置之间加装了不可压缩的水环境，避免了炸药与管壁直接接触所引起的材料表面烧蚀损伤；而且使用了真空罐将待复合材料与爆炸装置整体装入
后抽真空，有效杜绝了材料夹层中的空气对爆炸焊接过程的负面影响，并且为特殊环境中处理金属复合问题提供了有效途径。炸药的能量利用率较高且具有更强的可操作性。
附图说明
13.图1为本发明的二维结构图，包括金属棒材、金属管材、爆炸装置、水环境和真空环境的设置；
14.图2为本发明的三维结构图。
具体实施方式
15.以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。
16.结合附图给出，一种真空环境下爆炸复合管棒制备方法，包括以下步骤：
17.1)将金属棒材1、金属管材2、pvc管5-1、pvc管5-2、金属管材3、金属管材4由内至外同轴设置；
18.2)于pvc管5-1和pvc管5-2之间填充爆炸复合用炸药与雷管，组成爆炸装置5；
19.3)将待复合管材和爆炸装置之间注满水，构建水环境6；
20.4)将待复合材料、爆炸装置与水环境整体置入真空罐7中并抽真空，构建真空环境；
21.5)引爆爆炸装置使金属材料牢固焊接，得到两组高质量爆炸复合管与复合棒。
22.与传统技术相比，本发明具有以下优点：
23.1)本发明引入一种真空爆炸焊接环境，不仅消除了焊接过程中因空气层绝热压缩而引起的材料结合面的大面积熔化现象，提高了产品的整体质量，还为太空环境、水底环境等特殊作业场景下的焊接工作提供了新思路。
24.2)本发明于利用不可压缩的水环境降低了生产过程中待复合材料因受炸药爆炸影响产生表面烧蚀损伤的风险，使爆炸焊接法能够对薄壁管材进行高质量加工处理，可操作性更强。
25.3)本发明制备简单且成本较低，炸药的能量利用率较高，一次焊接能够同时生产两根爆炸复合管棒。


技术特征：
1.一种真空环境下爆炸复合管棒制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将金属棒材1、金属管材2、pvc管5-1、pvc管5-2、金属管材3、金属管材4由内至外同轴设置；2)于pvc管5-1和pvc管5-2之间填充爆炸复合用炸药与雷管，组成爆炸装置5；3)将待复合管材和爆炸装置之间注满水，构建水环境6；4)将待复合材料、爆炸装置与水环境整体置入真空罐7中并抽真空，构建真空环境；5)引爆爆炸装置使金属材料牢固焊接，得到两组高质量爆炸复合管与复合棒。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述爆炸装置5由pvc管、爆炸复合用炸药、雷管构成；所述爆炸装置壁厚为7.3～22.5mm。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述爆炸装置5与所述金属管材2、金属管材3之间存在水环境。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属棒材1截面直径为2.5～10.5cm；所述金属管材2壁厚为0.3～7.2mm；所述金属管材3壁厚为0.5～8.7mm；所述金属管材4壁厚为10～24mm。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属材料1～4、爆炸装置5与水环境6应整体置入真空罐7中并抽真空，构成真空环境。

技术总结
本发明提供了一种真空环境下爆炸复合管棒制备方法，包括：将金属棒材1、金属管材2、pvc管5-1、pvc管5-2、金属管材3、金属管材4由内至外同轴设置；于pvc管5-1和pvc管5-2之间填充爆炸复合用炸药与雷管，组成爆炸装置；将待复合管材和爆炸装置之间注满水，构建水环境；将待复合材料、爆炸装置与水环境整体置入真空罐中并抽真空，构建真空环境；引爆爆炸装置使金属材料牢固焊接，得到两组高质量爆炸复合管与复合棒。本发明所提供的爆炸复合管棒制备方法，不仅消除了焊接过程中因空气层绝热压缩而引起的材料结合面的大面积熔化现象，还为太空环境、水底环境等特殊作业场景下的焊接工作提供了新思路，有效解决了传统方法无法高质量加工薄壁材料的困难。薄壁材料的困难。薄壁材料的困难。


技术研发人员：缪广红 胡昱 汪泉 艾九英 祁俊翔 马秋月 孙志皓
受保护的技术使用者：安徽理工大学
技术研发日：2022.03.01
技术公布日：2022/5/6