本发明专利技术公开了一类稀有难熔金属爆炸焊接复合管材及其反应装置与制备方法，属于爆炸焊接技术领域，其中，复合管材包括基管和复管；基管为无缝镍管和无缝钽管；复管为无缝钛管。复合管材反应装置包括以下结构：由外至内依次套设约束装置、复管、基管和炸药；复管的一端利用密封橡胶垫圈密封；炸药利用雷管引爆，且雷管镶嵌于密封橡胶垫圈中。复合管材制备方法包括以下步骤：将基管和复管的待焊表面清洁干净，然后组装上述反应装置，起爆炸药，得到复合管材。本发明专利技术利用高效、清洁的炸药，采用内爆法及以水为介质的爆炸焊接方式，可以制备具有优良物理化学性能的耐高温、耐腐蚀的复合管材。耐腐蚀的复合管材。耐腐蚀的复合管材。
【技术实现步骤摘要】
稀有难熔金属爆炸焊接复合管材及其反应装置与制备方法
[0001]本专利技术涉及爆炸焊接领域，特别是涉及一类稀有难熔金属爆炸焊接复合管材及其反应装置与制备方法。
技术介绍
[0002]随着国防军工业飞速发展，石油、化工等行业对生产要求的不断提高，对金属管耐腐蚀性，耐高温、高压的工作条件日益苛刻，单一金属管已无法满足现代化工业需求。工业复合管由外层的高强度材料和内层相对薄的耐腐蚀、高温材料组合而成，相对于使用单一金属管，复合管可以显著降低成本，并且兼具复合金属的优良物化性能。复合管的制备可以分为机械压实管和冶金复合管，其中，机械粘合成本较低，应用范围更广，但相对于冶金粘合强度较低，机械粘合的接缝为腐蚀的薄弱部位。由于基管与复管物理性能差异较大，采用多种涂层技术制备的复合管附着力较差，焊后易出现开裂、耐腐蚀性能低等问题，并且很难在长管内表面产生涂层。且生产成本高，不适合大量使用。
[0003]爆炸焊接冶金复合法是一种先进的表面加工工程技术，用这种技术可以获得各种各样的复合材料，具有与基体材料完全不同和能够满足多种需求的物理、力学及化学性能。从而为工程结构提供又一类完整的和新型的表面工程材料系统。
[0004]因此如何利用爆炸焊接技术制备耐腐蚀，耐高温，粘结强度较高的复合管材是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一类稀有难熔金属爆炸焊接复合管材及其反应装置与制备方法，以解决上述现有技术存在的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0007]一类稀有难熔金属爆炸焊接复合管材的反应装置，由外至内依次套设约束装置、复管、基管和炸药；
[0008]所述炸药利用雷管引爆，且所述雷管镶嵌于所述密封橡胶垫圈中；
[0009]所述雷管连接远端起爆控制器；
[0010]所述复管的一端利用密封橡胶垫圈密封；
[0011]所述约束装置底部密封。
[0012]有益效果：本专利技术中的约束装置可约束阻止复合管整体变形破坏；密封橡胶既可保证装置同心布置，又可保证传压介质的稳定传播。
[0013]优选的，所述炸药利用密封油纸密封；
[0014]所述密封油纸与基管之间不填充介质或填充水；
[0015]所述基管与复管间距2
‑
3mm；
[0016]所述约束装置为约束钢套，且所述约束钢套内层附着缓冲橡胶垫圈。
[0017]优选的，所述复管底部密封，所述约束装置底部利用约束钢套密封；
[0018]或，
[0019]所述复管顶部密封，所述约束装置底部利用蜂窝铝板密封。
[0020]优选的，所述炸药直径为20
‑
35mm；
[0021]所述基管外径为110
‑
130mm，优选外径为122
±
0.2mm，厚度为3
±
0.2mm，长度为150mm；
[0022]所述复管外径为140
‑
160mm，优选外径为150
±
0.2mm，厚度为12mm
±
0.2mm，长度为150mm；
[0023]所述密封油纸内径为20mm，厚度为2mm；
[0024]所述约束装置内径为150mm，厚度为10
‑
20mm，优选厚度为10mm。
[0025]有益效果：本专利技术中的约束装置能有效控制复合管的变形破裂，保持试样原有可加工尺寸。利用水介质均匀传播爆炸焊接时产生的爆轰波可以进一步避免传统爆炸焊接复合管时的界面热阻弊端，且显著消除表面烧蚀现象，使得复合管材料完整无损坏。此外，蜂窝铝能够将爆轰产物及时排除，增加焊接成功概率。相比利用水介质作为传压介质的装置，其装置组合简易、操作简便，易投入实际生产。
[0026]有益效果：本专利技术对反应装置的上述限定能有效控制复合管的变形破裂，保持试样原有可加工尺寸。
[0027]优选的，所述基管为钽镍合金；
[0028]所述复管为钛合金。
[0029]优选的，所述炸药包括以下重量份数的原料：
[0030]主体正氧平衡炸药：硝酸一甲胺1
‑
5份、硝酸铵50
‑
64份、硝酸钠1
‑
9份、水10
‑
20份、瓜尔胶0.5
‑
1.5份、亚硝酸钠0.1
‑
0.5份、低爆速耐高温调节剂1
‑
5份；
[0031]表面活性剂20
‑
35份；
[0032]客体调节剂：甘油2
‑
5份、酸促进剂1.5
‑
2份；
[0033]隔离微囊：多孔空心微珠10
‑
25份、堵孔剂8
‑
15份、抗压外囊8
‑
10份。
[0034]更为优选的，低爆速耐高温调节剂包括硫酸氢钠；
[0035]表面活性剂包括EL
‑
90或EL
‑
80；
[0036]酸促进剂包括柠檬酸、醋酸。
[0037]堵孔剂包括明胶粉、海藻酸钠、琼脂；
[0038]抗压外囊包括疏水性纳米二氧化硅。
[0039]有益效果：本专利技术中的表面活性剂的活化性能能够提高助爆物质正氧平衡炸药注入过程中的波及效率，提高助爆物质正氧平衡炸药爆炸焊接效果。客体调节剂能够形成敏化气泡，增加爆轰感度，便于炸药起爆。另外，本专利技术中上述原料的选择能够消除炸药作用金属管时酸促进剂的腐蚀问题，同时减小新型炸药人工装药过程中造成的微珠多孔空心微珠破碎程度，维持炸药爆轰效果。本专利技术中的炸药整体流动性好，爆速低、耐高温、便于爆炸焊接制备。
[0040]一类稀有难熔金属爆炸焊接复合管材的制备方法，包括以下步骤：
[0041]将所述基管和复管的待焊表面清洁干净，然后组装上述反应装置，利用雷管起爆炸药，得到难熔金属爆炸焊接复合管材。
[0042]优选的，所述清洁为利用酒精或丙酮擦拭后风干。
[0043]有益效果：本专利技术在焊接前先对待焊表面进行清洁，保持焊接界面洁净，保证了焊接结合界面强度。
[0044]一类稀有难熔金属爆炸焊接复合管材的制备方法制备得到的复合管材。
[0045]本专利技术公开了一类稀有难熔金属爆炸焊接复合管材及其反应装置与制备方法，本专利技术利用一种新型、高效且清洁的炸药为能源，采用内爆法或水下爆炸焊接方式，制备具有优良物理化学性能的耐高温、耐腐蚀的复合管材。本专利技术采用的新型高效清洁炸药，具有流动性好，爆速低、耐高温、不腐蚀金属管，伴生产物清洁等诸多优点，并且，本专利技术对新型高效炸药施加一定约束，与复合管组装密封，保证了爆炸焊接装药密度的均匀性和装药间距，使爆轰更为稳定高效。此外，本专利技术利用内爆法对复合管进行制备时，采用蜂窝铝垫高复合管，在爆炸焊接复合管时，反应装置易排出复合管内本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一类稀有难熔金属爆炸焊接复合管材的反应装置，其特征在于，由外至内依次套设约束装置、复管、基管和炸药；所述炸药利用雷管引爆，且所述雷管镶嵌于所述密封橡胶垫圈中；所述复管的一端利用密封橡胶垫圈密封；所述约束装置底部密封。2.根据权利要求1所述的一类稀有难熔金属爆炸焊接复合管材的反应装置，其特征在于，所述炸药利用密封油纸密封；所述密封油纸与基管之间不填充介质或填充水；所述基管与复管间距2
‑
3mm；所述约束装置为约束钢套，且所述约束钢套内层附着缓冲橡胶垫圈。3.根据权利要求1所述的一类稀有难熔金属爆炸焊接复合管材的反应装置，其特征在于，所述复管底部密封，所述约束装置底部利用约束钢套密封；或，所述复管顶部密封，所述约束装置底部利用蜂窝铝板密封。4.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗宁，蒋立，梁汉良，柴亚博，周嘉楠，张浩浩，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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