PDF《爆炸焊接法生产铜 /钢油膜轴承衬板》

8 780 kg/m

3 代入式 (1)得Vp =

2 *2 *426 *10

6 8

780 ≈

436 m / s 由特里巴斯 ( д е р и ǒ а с )一维复板运动公式 [

2 ] Vp = 1. 2D (1 + 32R /27)

1 /2 -

1 (1 + 32R /27)

1 /2 +

1 式中 ,D 为炸药爆速 ,实验中对

2 # 岩石铵梯炸药取 D =

3 000 m / s;

R 为装药质量比. 将Vp =

436 m / s、 D =

3 000 m / s代入式 (4) ,可 求得质量比 R≈ 0. 53,由R=ρwhw ρ f hf 式中 ,ρ w 为炸药密度 , g/cm

3 ;

hw 为装药厚度 , mm;

hf 为复板厚度 , mm.将ρw=0.

6 g/cm

3 、 ρ f = 8.

78 g/cm

3 、 hf =

5 mm代入式 (5)可求得 : hw≈

38 mm. 基、 复板间隙 s按经验公式 [6 ] : s = 0.

2 ( hw + hf ) 计算 s = 0.

2 (38 + 5) mm = 8.

6 mm 实验证明 ,药厚在 20~45 mm、 基复板间隙在

3 ~15 mm 的范围内 ,铜钢都能实现焊接.但对试件 切割、 抛光后发现 ,当药厚在 28~32 mm、 基复板间 隙在 7~12 mm 的范围内时 ,铜钢焊结合界面波形 细小、 均匀.考虑到复板的不平整 ,最终选定爆炸参 数为 :药厚度为 h =

30 mm,基、 复板间隙 s =

10 mm. 3.

4 起爆方法的选择及复板的保护 3. 4.

1 起爆方法的选择 起爆方法的选择是爆炸焊接中一个比较重要的 工艺问题.一般平板爆炸焊接的起爆方法可以归纳 为 4种类型 [

10 ] :中心点起爆 ;

桃形复板边缘点起爆 ;

T型起爆 ;

线状波起爆.各种起爆方法都有自己的 优点及使用范围.结合本工程的特点 ,爆炸焊接后 要从板中间切割开来 ,并且留有一定的加工余量 ,确 定采用中心点起爆的方法.这样既操作方便 ,又正 好可以将起爆点附近焊接质量较差部分在切割、 加 工过程中除去.另外 ,采用中心点起爆 ,爆炸焊接复 合板宏观变形的对称性好 ,比较容易整平. 3. 4.

2 爆炸焊接过程中复板的保护 爆炸焊接过程中 ,炸药爆炸时 ,由于爆轰产物的 温度很高 ,如果炸药与复板直接接触爆炸 ,会引起复 板表面金属的氧化 ;

另外 ,当炸药直接铺设在复板上 时 ,炸药与复板之间会存在许多小气泡 ,当炸药爆炸 时 ,气泡受到绝热压缩 ,温度会上升到几千度 ,此时 气泡中的氧就会与表面金属发生反应 ,在复板表面 形成一个个的黑色灼烧点 ,影响复合板质量.为了 保护复板 ,在复板上首先涂上一层黄油 ,然后再敷放 炸药 ,一方面 ,黄油与复板之间接触紧密 ,气泡很少 , 氧也少 ,减少了复板的氧化 ;

另一方面 ,炸药爆炸时 , 黄油会受热汽化 ,大大降低了爆轰产物直接作用在 复板上的温度 ,也对复板起到很大的保护作用 ,实践 证明效果良好.

4 爆炸焊接复合板的质量检查结果 铜 /钢油膜轴承衬板爆炸复合于 2004年 5月在 武钢某矿山进行.每块复合板爆炸焊接完成后 ,首 先对复合板的外观进行观察、 记录 ,然后对复合板进 行超声探伤检查. 外观检查发现 ,在复板涂覆一层黄油的情况下 , 爆炸焊接完成后 ,复板表面颜色基本没有变化 ,表面 光滑 ,只有零星几处有烧蚀和肉眼可见的小凹坑 ,凹 坑深度都小于

2 mm.整块复合板从起爆点处中间 凹陷 ,机械加工之前需要退火、 整平. 超声探伤发现 ,除了起爆点处有约

2 cm *2 cm、 四周边界大约 0. 5~2 cm 的区域范围焊接质量 稍差外 ,所有的复合板其它位置均焊接良好 ,图 2为 焊接质量良好的复合区与焊接质量有不好的起爆点 处的超声探伤比较图. 超声探伤统计结果表明 ,本次爆炸焊接的复合 率达到了 99. 6% ,超过了国家规定的复合板质量合 格标准.