一种钢结构件切割用燃烧型切割弹制造技术

本发明专利技术公开了一种钢结构件切割用燃烧型切割弹。该燃烧型切割弹由弹底、底火、弹壳、引燃剂、切割剂和喷嘴组成；切割剂中高热剂以铝热剂为主，约占切割剂重量的百分比为65％～85％，造气剂以硝酸钾为主，约占切割剂重量的百分比为5％～25％，造渣剂和合金剂约占切割剂重量的百分比为7％～20％。切割时将燃烧型切割弹装填入切割枪中，手持切割枪对准切割件，击发切割弹底火，底火点燃弹内引燃剂，引燃剂点燃切割剂，产生高温冶金熔体和高压气体，产物经喷嘴聚能压缩后喷出，将钢结构件局部熔化，实现切割。该切割弹主要用于各种钢结构件的快速热切割及其水下切割。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及应急切割领域，特别涉及一种以固体切割剂聚能燃烧切割钢质结构件的燃烧型切割弹。
技术介绍
应急切割是野外工程设施装备紧急安装、抢修和破拆的重要技术，也是部队战场抢修中必不可少的技术。统计表明，装备零部件在野外或战场上出现卡死、折断、穿孔等损坏，影响使用性能，大部分需首先采用应急切割的方法快速加以解决。在地震、雪灾、塌方、沉船等灾害抢险救援中和日常消防救护中同样迫切需要轻便安全的应急切割方法。目前，野外抢修中常用的热切割方法是等离子切割或气割。等离子切割是利用高能量密度、高温高速气流进行切割的一种热切割方法，可以切割多种金属，但它需要大功率电源和沉重昂贵的设备，在野外上严重制约抢修的灵活机动性；气割是利用可燃气体与氧气混合燃烧形成的高温火焰和金属在氧气流中剧烈燃烧，并将燃烧后产生的氧化物熔渣吹掉实现金属分割的一种热切割方法，可以切割碳素钢、低合金钢，但不能有效切割铸铁、不锈钢、有色金属等金属，而且需要储气设备等。近些年，技术人员在新可燃气体研发，储气设备小型化作了大量工作，但是无论使用何种可燃气体、液体或其它引燃方式，都离不开强助燃剂氧气或液态氧，氧气储罐小型化必然带来储罐更换频繁，必然要配备研制大型专用灌气或液设备，同时高压氧气罐在枪林弹雨、烟熏火燎的环境下极易损伤或破裂十分危险。利用燃烧合成技术，基于手工自蔓延焊接技术成果，拓展研究出的手工自蔓延切割方法，是一种无需外界能源和设备的野外应急切割新方法，其使用的切割器材为适合手工操作的燃烧型切割笔(棒)。虽然该方法可在无电源、无气源及无设备条件下烧穿切割金属，但是由于切割笔(棒)燃烧产生的喷射射流温度低、射流速度小、能量密度小、热量损失大、含氧量低等原因，造成金属切割效率低、厚度薄、切口宽度大且不整齐等难以克服的问题。便携式固体切割剂切割技术是一种新型钢结构件打孔或切割技术，其切割用器材由便携式切割枪和燃烧型切割弹两部分组成。切割时将燃烧型切割弹装填入切割枪中，手持切割枪对准切割件，击发切割弹底火，底火点燃弹内引燃剂，引燃剂点燃切割剂，产生高温冶金熔体和高压气体，产物经喷嘴聚能压缩后喷出，将钢结构件局部熔化并被高压气体吹除，实现打孔或切割。该方法可实现对各种碳钢、合金钢等金属的手工操作切割。由于燃烧产生的高温冶金熔体和高压气体是经过喷嘴聚能压缩后喷出，喷射射流温度高、射流速度大、能量密度大、热量损失小，具有切割金属厚度大、效率高、应用面广、使用储运安全性好等特点。因此，这种适合手工操作，且无需外界电源和气源，携带方便、操作简单、安全可靠的金属构件切割新方法，是应急快速热切割金属的理想技术手段，对更好更快地完成野外或战场情况下的应急抢修和抢险救灾任务，具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种无需外界能源和设备，携带方便、操作简单，满足野外、战场等危急情况下的金属零部件应急热切割的切割材料。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种钢结构件切割用燃烧型切割弹，其特征在于所述切割弹由弹底、底火、弹壳、引燃剂、切割剂和喷嘴组成。所述的切割弹，全弹长90 150mm、弹径20 40mm、弹壳为1.5 2.5mm厚纸管；弹内底部压装3 5mm厚引燃剂，切割剂为固体粉末混合压制成的中空结构，中空孔道约为弹径的1/5左右，弹内前端为石墨或陶瓷材质、内锥孔加直孔结构的喷嘴，喷嘴厚10 20mm、直孔口径2 10mm，喷嘴外径同弹壳内径，并采用耐高温粘接剂与弹壳内径粘接。所述切割弹内切割剂中高热剂由CuO、Fe2O3氧化剂和Al、Mg还原剂组成，约占切割剂总重量的百分比为65% 85% ;造气剂选自KN03、CaCO3和含有氟碳化合物，约占切割剂总重量的百分比为5% 25% ;造渣剂选自Al203、Cr203、Si02、Ti02、V205，约占切割剂总重量的百分比为2% 10%。合金剂选自N1、Zr、Ti及稀土材料，约占切割剂总重量的百分比为5% 10%。本专利技术的燃烧型切割弹燃烧合成反应速度快(达5 20mm/s)，能量密度大(达6 X IOVcm2以上)，燃烧温度高(达4000K以上)，切割吹力大。切割以切割剂中高热剂发生燃烧反应产生的高温及其高温熔体产物熔化金属为主，以造气剂产生的大量过氧气体与钢材发生放热并形成低熔点氧化物的氧化反应为辅，在持续高速气流作用下吹掉熔融金属和熔渣实现切割。该燃烧型切割弹适用于野外或战场无电、无气、无设备条件下各种钢结构件的快速应急热切割及其水下切割。附图说明下面结合附图和实施对本专利技术做进一步说明。图1是燃烧型切割弹结构图。图1中，I是喷嘴，2是切割剂，3是弹壳，4是引燃剂，5是底火，6是弹底。具体实施方式:外径23mm燃烧型切割弹,全弹长120mm、底火为底_6乙、弹壳为1.5mm厚纸管；弹内底部压装3_厚引燃剂，切割剂为固体粉末混合压制成的中空结构，中空孔道约为弹径6mm,弹内前端为石墨材质、内锥孔加直孔结构的喷嘴，喷嘴厚12mm、直孔口径4mm,喷嘴外径同弹壳内径，并采用水玻璃粘接剂与弹壳内径粘接。切割剂组成为CuO(-200目)8% 12%, Fe2O3(-200 目)45% 50%、Al (-250 目)18% 22%、KNO3(-100 目)10% 15%、CaCO3(-100 目)2%、Al203(-150 目)1.5%、Cr2O3(-200 目)1.5%、Ni (-150 目)5% 8%、Ti (-100目)1%及微量成分。上述物料分别球磨过筛后，于120°C烘干2小时，按配比混合均匀，通过自制的成型机成型切割剂。将特制引燃剂装入切割弹底部，再装入成型后的切割齐U。装药完成后，装上喷嘴，I发外径23mm燃烧型切割弹制成(如图1所示)。备用的切割弹装入防静电塑料薄膜袋，抽真空热塑封。切割时将燃烧型切割弹从防静电密封袋中取出，装填入特制切割枪中，手持切割枪对准切割件，击发切割弹底火，底火点燃弹内引燃剂，引燃剂点燃切割剂，产生高温冶金熔体和高压过氧气体，产物经喷嘴聚能压缩后喷出，将钢结构件局部熔化燃烧并被高压气体吹除。该切割弹能够实现20mm厚钢结构件的切割。权利要求1.一种钢结构件切割用燃烧型切割弹，其特征在于所述切割弹由弹底、底火、弹壳、弓丨燃剂、切割剂和喷嘴组成。2.根据权利要求1所述的切割弹，全弹长90 150mm、弹径20 40mm、弹壳为1.5 2.5mm厚纸管；弹内底部压装3 5mm厚引燃剂，切割剂为固体粉末混合压制成的中空结构，中空孔道约为弹径的1/5左右，弹内前端为石墨或陶瓷材质、内锥孔加直孔结构的喷嘴，喷嘴厚10 20mm、直孔口径2 10mm，喷嘴外径同弹壳内径，并采用耐高温粘接剂与弹壳内径粘接。3.根据权利要求1所述的切割弹，切割剂中高热剂由CuO、Fe2O3氧化剂和Al、Mg还原剂组成，约占切割剂总重量的百分比为65% 85% ;造气剂选自KN03、CaCO3和含有氟碳化合物，约占切割剂总重量的百分比为5% 25% ;造渣剂选自Al203、Cr203、Si02、Ti02、V205，约占切割剂总重量的百分比为2% 10%。合金剂选自N1、Zr、Ti及稀土材料，约占切割剂总重量的百分比为5% 10%。全文摘要本专利技术公开了一种钢结构件切割用燃烧型切割弹。该燃烧型切割弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢结构件切割用燃烧型切割弹，其特征在于所述切割弹由弹底、底火、弹壳、引燃剂、切割剂和喷嘴组成。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：辛文彤，张龙，王瑞林，孙宏涛，李永建，胡仁喜，孙立明，崔秀梅，王森，吴永胜，
申请(专利权)人：中国人民解放军军械工程学院，
类型：发明
国别省市：