一种双立式爆炸焊接综合防护装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双立式爆炸焊接综合防护装置，涉及爆炸焊接及其防护综合领域。其装置包括双立式爆炸装置、防护装置和固定装置3部分；其特点之一在于采用双立法爆炸焊接生产复合板；其特点之二在于在双立式爆炸装置两侧平行放置两个防护装置；其特点之三在于其防护装置由橡胶缓冲层、刚性防护板以及粘弹性地基综合组成，橡胶缓冲层对复合板缓冲吸能，刚性防护板阻止复合板继续运动；其特点之四在于采用固定装置来固定基复板的相对位置，同时不占据大量空间，固定装置结构简单，灵活性高。采用本发明专利技术的防护装置生产的复合板具有能够在保证表面质量的情况下提高生产过程中的安全性，且一次成型两块复合板，在节省药量的同时提高了工作效率；同时结构简单，操作方便，且双立式防护装置可以多次使用，在保证成功复合的同时降低了生产过程中的危险性，且降低了生产成本，为双立式爆炸焊接的产业化生产奠定了基础。

A comprehensive protection device of double vertical explosive welding

【技术实现步骤摘要】
一种双立式爆炸焊接综合防护装置
本专利技术涉及爆炸焊接安装工艺及其防护技术。采用双立式爆炸焊接方法一次爆炸生产两块复合板；采用橡胶缓冲层、刚性防护层与粘弹性综合防护装置对复合板进行综合防护，适用于双立式大面积爆炸焊接复合板的制备，可多次使用。
技术介绍
爆炸焊接是实现同种以及不同种金属焊接结合的有效方法，在国内外已经得到了广泛的应用，并成功实验了200多种异种金属的焊接。现行的焊接方法采用平行布置，裸露装药，大部分能量在焊接过程中从炸药上方耗散，能量利用率大大降低。2007年《爆破器材》第三期刊登了双立式爆炸焊接的新方法。双立式爆炸焊接方法采用将基复板垂直地面放置，一次爆炸成型两块复合板，节约了大约60％的炸药，大大提高了能量利用效率，同时降低了噪音与环境污染。(专利号：CN200910262860.1)介绍了一种大面积双立薄板爆炸焊接的装药方法，其采用在基复板之间采用点焊固定，并利用木条封药的方式解决双立爆炸焊接的固定与装药问题。(申请号：201410396067.1)提出了一种互锁式双立式防护装置，其利用两刚性箍环实现对双立式爆炸焊接的防护，但其在实际应用中容易毁坏且在大面积双立式爆炸焊接复合板制备时尤甚。目前双立式爆炸焊接尚需优化的方面是：在双立式爆炸过程中，由于基复板垂直地面放置，在焊接过程中复合板以水平姿态向两侧飞出，存在着安装困难以及防护不稳定的问题。本次专利技术在优化安装和装药工艺的同时，解决双立复合板防护问题，减小复合板在撞击防护板时产生的二次变形，且此防护装置可多次使用，从而推动双立式爆炸焊接复合板的产业化发展。
技术实现思路
本次专利技术的目的在于采用设计的防护装置对双立式爆炸焊接生产的复合板进行有效防护，提高双立式爆炸焊接的安全性。所述双立式爆炸焊接防护装置防护原理为：在炸药引爆后，复板在炸药的爆轰压力作用下在较高的速度下以近乎水平的方向撞击基板，形成复合板，随即复合板继续沿原方向以较低的速度(200-300m/s)继续运动，并最终撞击到橡胶缓冲层与刚性防护板组成的防护装置上，最终在防护装置的作用下其运动停止，从而避免了向两侧飞散而造成的不确定性与危险性，同时减小了刚性冲击对爆炸焊接结合界面可能带来的不利影响。为达到所述的目的本专利技术的技术方案是：一种双立式爆炸焊接防护装置及制造方法，其由双立式爆炸装置、防护装置、固定装置三部分组成；所述双立式爆炸装置由基板、复板、炸药、电子雷管组成；所述装置一次成型两块复合板；两复板之间安装有低速粉状乳化炸药；两基板分别位于双立式爆炸装置最外侧；复板与基板之间留有一定的间隙；在炸药起爆位置安装有电子雷管；所述双立式爆炸式安装装置有圆木、橡胶带、间隙块三部分组成；所述圆木其作用在于保证在爆炸开始前基复板件以及复板间的间隙，由于间隙块其强度较低，在运输过程中可能造成压坏，故在层状板之间放置两种半径不同的圆木，其作用相同；所述间隙块其材料为软铜，其作用在于在爆炸焊接时保证基复板之间的间隙，且其在爆炸时由于基复板之间的碰撞作用而与基复板焊合在一起；所述橡胶软带其作用在于将整个爆炸绑定在一起，便于从材料厂到爆场的运输；所述双立式防护装置由橡胶缓冲层、刚性防护板以及粘弹性地基共同组成；其整体为矩形立方体结构；所述橡胶缓冲层材料为天然橡胶；为矩形立方体结构，厚度为50mm；其作用在于在防护过程中，橡胶缓冲层起到缓冲吸能作用，避免复合板与刚性防护板直接撞击造成复合板的二次破坏；所述刚性防护板材料为Q235B，为矩形立方体结构，其厚度为70mm，其作用在于为复合板的运动提供有效防护，其相对于双立式防护装置的另外一侧存在斜面地基；所述橡胶缓冲层与刚性防护层之间采用粘结剂进行连接，其整体为矩形立方体，且其高度根据所需防护的复合板尺寸决定，高于其总高度1m左右；同时，为保证复合板在防护过程中与防护装置之间为完全面接触，避免点接触造成复合板产生二次变形，整个防护装置向两外侧倾斜一定角度；其倚靠在倾斜粘弹性地基上，倾斜角度α由下列公式(1)确定：其中P为炸药平均爆轰压力，L为复合板高度，S为顶端相对于底部的位移量，V为炸药的平均爆速，m为成型复合板总质量；所述橡胶缓冲层的宽度与刚性防护层的厚度由复合板焊合之后与防护装置所碰撞速度的大小决定，其复板与基板的碰撞速度可由下式(2)确定：其中，Vp是复板的碰撞速度，S是复板与基板之间的间隙，δ0是装药厚度，γ是气体的有效多方指数，h1是复板的厚度，ρe与ρf分别是炸药的密度与复板的密度；在基复板碰撞速度确定后，由于复合板与防护装置之间的距离相对于复合板的飞行速度来说极短，故将复合板飞向防护装置过程中所遇到的空气阻力忽略不计，则根据能量守恒，复合板与防护装置的碰撞速度可由下式(3)表示：其中，Vc为碰撞速度，mf为复板质量，mc为复合板质量；根据防护实验，所述橡胶缓冲层厚度由下述经验公式(4)确定：其中d1为橡胶缓冲层的厚度；所述刚性防护板厚度可由下述经验公式(5)确定：d2＝d1×2(5)其中d2为刚性防护板的厚度；所述固定装置包括基板支撑块，复板支撑块，复板螺纹式固定夹，基复板螺纹式固定夹4部分组成；其中基板支撑块为一矩形立方体结构，材质为木材，其安装在基板正下方，宽度与基板厚度相等，起到支撑基板的作用；复板支撑块为一矩形立方体结构，材质为木材，其安装在两复板及其间隙的下方，其宽度等于两复板厚度加上二者间隙之和，其高度略低于基板支撑块；基复板螺纹式固定夹由两块不等高“7”字型结构组成，材质为硬质塑料，中间由加长螺栓连接，螺纹型号为M6；其安装在基复板上边界以及左右两侧，每边安装5个；基复板固定装置其作用在基板与复板之间，由于基复板二者尺寸不同，故其固定装置两侧尺寸不相等，其作用原理同复板固定装置，防止基复板分别向外侧发生倾倒，此外，基复板固定装置在基板一侧除了保证其不会向外侧倾倒之外，还在基板靠近复板的一侧增加了一个卡扣，其作用在于保证基板不会向复板一侧发生倾倒；故基复板的相对位置亦被固定，保证焊接成功；复板螺纹式固定夹结构同基复板固定块，由两块等高的“7”字型结构组成，中间由螺栓连接，型号为M6；其安装在两复板之间，每边安装5个；其固定示意图见图3、4、5；其主要作用在两复板外侧，防止在爆炸前因风力等外部因素的影响而导致复板向两侧基板倾倒，两复板之间其内侧由于炮床的存在(两木条对炸药进行封闭)，使得其不会向内侧倾倒，且复板下面存在复板支撑板，故两复板的相对位置被固定，即向外侧、内侧、下方都不会发生显著位移，从而保证爆炸焊接的成功；所述装药工艺其参数范围为：基板尺寸为(2300-2500)mm×(1400-1500)mm×(20-25)mm，材料为Q235B；复板尺寸为(2400-2600)mm×(1400-1500)mm×(5-10)mm，材料为304L；两复板之间装药，其厚度为(3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双立式爆炸焊接综合防护装置，其特征指的是由双立式防护装置、固定装置、爆炸装置3部分组成。/n

【技术特征摘要】
1.一种双立式爆炸焊接综合防护装置，其特征指的是由双立式防护装置、固定装置、爆炸装置3部分组成。


2.根据权利要求1所述的一种双立式爆炸焊接综合防护装置，其特征指的是防护装置由橡胶缓冲层、刚性防护板以及粘弹性地基共同组成，其整体为矩形立方体结构；根据所述橡胶缓冲层，其特征在于材料为天然橡胶，为矩形立方体结构，厚度为50mm；其作用在于在防护过程中，橡胶缓冲层起到缓冲吸能作用，避免复合板与刚性防护板直接撞击造成复合板的二次破坏；所述的刚性防护层，其特征在于材料为Q235B，为矩形立方体结构，其厚度为70mm；其作用在于为复合板的运动提供有效防护；橡胶缓冲层与刚性防护层之间采用粘结剂连接，其整体为矩形立方体，且其高度根据所需防护的复合板尺寸决定，高于其总高度1m左右；为保证复合板在防护过程中与防护装置之间为完全面接触，避免点接触造成复合板产生二次变形，整个防护装置向两外侧倾斜一定角度；其倚靠在倾斜地基上，倾斜角度α由公式(1)确定：



其中P为炸药平均爆轰压力，L为复合板高度，S为顶端相对于底部的位移量，V为炸药的平均爆速，m为成型复合板总质量；
所述橡胶缓冲层的宽度与刚性防护层的厚度由复合板焊合之后与防护装置所碰撞速度的大小决定，其复板与基板的碰撞速度可由公式(2)确定：



其中，Vp是复板的碰撞速度，S是复板与基板之间的间隙，δ0是装药厚度，γ是气体的有效多方指数，h1是复板的厚度，ρe与ρf分别是炸药的密度与复板的密度；
在基复板碰撞速度确定后，由于复合板与防护装置之间的距离相对于复合板的飞行速度来说极短，故将复合板飞向防护装置过程中所遇到的空气阻力忽略不计，则根据能量守恒，复合板与防护装置的碰撞速度可由公式(3)表示：



其中，Vc为碰撞速度，mf为复板质量，mc为复合板质量；
根据防护实验，所述橡胶缓冲层厚度由下述经验公式(4)确定：



所述刚性防护板厚度可由下述经验公式(5)确定：
d2＝d1×2(5)
其中d1为橡胶缓冲层的厚度；其中d2为刚性防护板的厚度。


3.根据权利要求1所述的一种双立式爆炸焊接综合防护装置，其特征指的是固定装置由基板支撑块、复板支撑块、基复板螺纹式固定夹、复板螺纹式固定夹4部分组成；
所述的基复板螺纹固定夹，其特征指的是由两块不等高“7”字型结构组成，材质为硬质塑料，中间由加长螺栓连接，螺纹型号为M6；其安装在基复板上边界以及左右两侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：史长根，孙泽瑞，杨小强，吴晓明，林孙朗，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32