全國(guó)工程爆破技術(shù)人員統(tǒng)一培訓(xùn)技巧內(nèi)容(12上)

1、全國(guó)工程爆破技術(shù)人員統(tǒng)一培訓(xùn)內(nèi)容全國(guó)工程爆破技術(shù)人員統(tǒng)一培訓(xùn)內(nèi)容中國(guó)工程爆破協(xié)會(huì)中國(guó)工程爆破協(xié)會(huì) 編編汪旭光汪旭光 主編主編冶金工業(yè)出版社冶金工業(yè)出版社（20112011）爆爆 破破 設(shè)設(shè) 計(jì)計(jì) 與與 施施 工工（12上）第十二章第十二章 特種爆破特種爆破12.1 爆炸加工爆炸加工12.2 聚能爆破聚能爆破12.3 油氣井燃燒爆破技術(shù)油氣井燃燒爆破技術(shù)12.4 地震勘探爆破地震勘探爆破12.5 高溫凝結(jié)物解體爆破高溫凝結(jié)物解體爆破12.6 金屬破碎切割爆破金屬破碎切割爆破12.7 冰體爆破冰體爆破12.8 農(nóng)林爆破農(nóng)林爆破12.1 爆炸加工爆炸加工 爆炸加工是指利用炸藥爆炸的瞬態(tài)高溫和高壓，爆

2、炸加工是指利用炸藥爆炸的瞬態(tài)高溫和高壓， 使物料高速變形、切斷、相互復(fù)合（焊接）或物使物料高速變形、切斷、相互復(fù)合（焊接）或物 質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生相變的一種加工方法，例如爆炸焊接、質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)生相變的一種加工方法，例如爆炸焊接、 爆炸成形、爆炸硬化與強(qiáng)化、爆炸消除殘余應(yīng)力、爆炸成形、爆炸硬化與強(qiáng)化、爆炸消除殘余應(yīng)力、 爆炸合成金剛石等。爆炸合成金剛石等。 與傳統(tǒng)的機(jī)械加工、物理或化學(xué)方法相比，爆炸與傳統(tǒng)的機(jī)械加工、物理或化學(xué)方法相比，爆炸 加工具有無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，故近年來(lái)發(fā)展很快，加工具有無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)，故近年來(lái)發(fā)展很快， 前景無(wú)可估量！前景無(wú)可估量！一、爆炸復(fù)合一、爆炸復(fù)合 所謂爆炸復(fù)合就是利用炸藥的爆

3、轟作為能源，在所選擇的所謂爆炸復(fù)合就是利用炸藥的爆轟作為能源，在所選擇的 金屬板材或管材的表面包覆上一層不同性能的金屬材料的金屬板材或管材的表面包覆上一層不同性能的金屬材料的 加工方法，前者叫基板，后者叫做復(fù)板。爆炸復(fù)合有兩種加工方法，前者叫基板，后者叫做復(fù)板。爆炸復(fù)合有兩種 基本形式：一種是基本形式：一種是爆炸焊接爆炸焊接，這種復(fù)合工藝使兩種金屬材，這種復(fù)合工藝使兩種金屬材 料的結(jié)合部位有一般的料的結(jié)合部位有一般的熔化熔化現(xiàn)象。若將爆炸焊接部位放在現(xiàn)象。若將爆炸焊接部位放在 顯微鏡下觀察，可以看到有細(xì)微的波浪狀結(jié)構(gòu)，如作金相顯微鏡下觀察，可以看到有細(xì)微的波浪狀結(jié)構(gòu)，如作金相 分析，可以看到兩

4、種金屬已彼此滲入到各自的組織中，因分析，可以看到兩種金屬已彼此滲入到各自的組織中，因 此爆炸焊接后的強(qiáng)度是很大的。另一種工藝是此爆炸焊接后的強(qiáng)度是很大的。另一種工藝是爆炸壓接爆炸壓接， 它與爆炸焊接的區(qū)別是，結(jié)合的部位兩種金屬組織沒(méi)有發(fā)它與爆炸焊接的區(qū)別是，結(jié)合的部位兩種金屬組織沒(méi)有發(fā) 生熔化焊接現(xiàn)象。僅僅是依靠強(qiáng)大的爆炸壓力把兩者生熔化焊接現(xiàn)象。僅僅是依靠強(qiáng)大的爆炸壓力把兩者壓合壓合、 包裹而牢牢地壓合在一起。包裹而牢牢地壓合在一起。 炸藥層與復(fù)板之間的緩沖層，主要是起炸藥層與復(fù)板之間的緩沖層，主要是起保護(hù)復(fù)板保護(hù)復(fù)板的作用，的作用， 使其在炸藥爆炸時(shí)不會(huì)遭受到表面燒傷。常用作緩沖層的使其在

5、炸藥爆炸時(shí)不會(huì)遭受到表面燒傷。常用作緩沖層的 材料有：材料有：橡皮、瀝青和油氈橡皮、瀝青和油氈等，如圖等，如圖12-1所示。所示。圖圖12-1 爆炸焊接裝置示意圖爆炸焊接裝置示意圖1起爆用的雷管；2炸藥層；3緩沖層；4復(fù)板；5基板；6基礎(chǔ)。 基礎(chǔ)常采用砂或泥土，在特殊情況下也可采用厚鋼板作基礎(chǔ)常采用砂或泥土，在特殊情況下也可采用厚鋼板作基礎(chǔ)?；A(chǔ)。 基板和復(fù)板之間必需要留有一定的間隙，基板和復(fù)板之間必需要留有一定的間隙，間隙的作用間隙的作用是是保證復(fù)板在炸藥爆炸后，保證復(fù)板在炸藥爆炸后，能達(dá)到足夠的碰撞速度能達(dá)到足夠的碰撞速度，并保，并保證在基板和復(fù)板之間能產(chǎn)生金屬?lài)娚淞?。證在基板和復(fù)板之間能

6、產(chǎn)生金屬?lài)娚淞鳌?按基板與復(fù)板的安裝方式，分為按基板與復(fù)板的安裝方式，分為平行法平行法與與角度法角度法兩種兩種（參見(jiàn)圖（參見(jiàn)圖12-2）。平行法要求基板與復(fù)板之間保持嚴(yán)格）。平行法要求基板與復(fù)板之間保持嚴(yán)格的平行。兩者之間的間隙大小都要一樣。而角度法中基的平行。兩者之間的間隙大小都要一樣。而角度法中基板與復(fù)板間的間隙隨位置的逐漸變化而變化。故這種安板與復(fù)板間的間隙隨位置的逐漸變化而變化。故這種安裝方式宜使用密度較大和爆速較高的炸藥。但是，由于裝方式宜使用密度較大和爆速較高的炸藥。但是，由于間隙的大小隨位置而變化，故不同位置的焊接質(zhì)量亦有間隙的大小隨位置而變化，故不同位置的焊接質(zhì)量亦有差異，這對(duì)

7、大面積的焊接是不適宜采用的。差異，這對(duì)大面積的焊接是不適宜采用的。圖圖12-2 基板與復(fù)板的安裝方式基板與復(fù)板的安裝方式a平行法；b角度法 圖圖12-3是爆炸焊接過(guò)程的示意圖。從圖中可以看出，當(dāng)炸是爆炸焊接過(guò)程的示意圖。從圖中可以看出，當(dāng)炸藥爆轟后，爆炸產(chǎn)物形成藥爆轟后，爆炸產(chǎn)物形成高壓脈沖載荷高壓脈沖載荷直接作用在復(fù)板上，直接作用在復(fù)板上，復(fù)板被加速，在若干微秒的時(shí)間內(nèi)復(fù)板的沖擊速度就可達(dá)復(fù)板被加速，在若干微秒的時(shí)間內(nèi)復(fù)板的沖擊速度就可達(dá)到每秒幾百米以上，從起爆點(diǎn)開(kāi)始，復(fù)板依次與基板碰撞。到每秒幾百米以上，從起爆點(diǎn)開(kāi)始，復(fù)板依次與基板碰撞。當(dāng)兩金屬板相碰撞時(shí)，產(chǎn)生當(dāng)兩金屬板相碰撞時(shí)，產(chǎn)生很高

8、的沖擊壓力很高的沖擊壓力，大大超過(guò)了，大大超過(guò)了金屬的金屬的動(dòng)態(tài)屈服極限動(dòng)態(tài)屈服極限。因而在碰撞區(qū)內(nèi)產(chǎn)生了高速的。因而在碰撞區(qū)內(nèi)產(chǎn)生了高速的塑性塑性變形變形，同時(shí)還伴隨著劇烈的熱效應(yīng)。此時(shí)，碰撞面的金屬，同時(shí)還伴隨著劇烈的熱效應(yīng)。此時(shí)，碰撞面的金屬板的物理性質(zhì)類(lèi)似于板的物理性質(zhì)類(lèi)似于流體流體。這樣，在兩金屬板的內(nèi)表面將。這樣，在兩金屬板的內(nèi)表面將形成兩股運(yùn)動(dòng)方向相反的金屬?lài)娚淞?。形成兩股運(yùn)動(dòng)方向相反的金屬?lài)娚淞鳌D圖12-3 爆炸焊接過(guò)程示意圖爆炸焊接過(guò)程示意圖1基板；2復(fù)板；3緩沖層；4炸藥層；5雷管 一股一股是在碰撞點(diǎn)前的自由射流，向尚未焊接的空間高是在碰撞點(diǎn)前的自由射流，向尚未焊接的空間

9、高速?lài)姵觥Ｋ鼪_刷了金屬內(nèi)表面的表面膜，使被沖刷的金屬速?lài)姵?。它沖刷了金屬內(nèi)表面的表面膜，使被沖刷的金屬表面露出有活性的新鮮的金屬面，為兩塊金屬板的焊接提表面露出有活性的新鮮的金屬面，為兩塊金屬板的焊接提供了良好的條件。供了良好的條件。另一股另一股往碰撞點(diǎn)后運(yùn)動(dòng)的射流，叫凝固往碰撞點(diǎn)后運(yùn)動(dòng)的射流，叫凝固射流，它被凝固在兩金屬板之間，形成兩種金屬的冶金結(jié)射流，它被凝固在兩金屬板之間，形成兩種金屬的冶金結(jié)合過(guò)程。合過(guò)程。 1影響爆炸焊接效果的因素影響爆炸焊接效果的因素 爆炸焊接參數(shù)分為爆炸焊接參數(shù)分為初始參數(shù)初始參數(shù)、動(dòng)態(tài)參數(shù)動(dòng)態(tài)參數(shù)和和結(jié)合區(qū)參數(shù)結(jié)合區(qū)參數(shù)三類(lèi)。三類(lèi)。 1）初始參數(shù)）初始參數(shù) 它包

10、括炸藥的性能和重量；金屬材料的物理機(jī)械性能和尺它包括炸藥的性能和重量；金屬材料的物理機(jī)械性能和尺寸以及金屬材料的安裝位置和狀態(tài)。寸以及金屬材料的安裝位置和狀態(tài)。 炸藥的重量與性能炸藥的重量與性能：在爆炸焊接中，單位面積裝藥量：在爆炸焊接中，單位面積裝藥量是是一個(gè)重要的初始參數(shù)，它表示爆炸焊接所需要的能量，它可用一個(gè)重要的初始參數(shù)，它表示爆炸焊接所需要的能量，它可用式來(lái)表示：式來(lái)表示：式中式中 單位面積裝藥量，單位面積裝藥量，g/cm2； m復(fù)板的質(zhì)量，復(fù)板的質(zhì)量，g，若在裝藥與復(fù)板之間裝設(shè)了緩沖，若在裝藥與復(fù)板之間裝設(shè)了緩沖 層的話(huà)，則層的話(huà)，則m也包括了緩沖層的質(zhì)量在內(nèi)；也包括了緩沖層的質(zhì)量

11、在內(nèi)； R比值（單位面積裝藥質(zhì)量與復(fù)板質(zhì)量之比）。比值（單位面積裝藥質(zhì)量與復(fù)板質(zhì)量之比）。mR 單位面積裝藥量已知后，則一次爆炸焊接所需總裝藥量為：?jiǎn)挝幻娣e裝藥量已知后，則一次爆炸焊接所需總裝藥量為： 式中式中 Q一次爆炸焊接的總裝藥量，一次爆炸焊接的總裝藥量，g； A一次爆炸焊接的總面積，一次爆炸焊接的總面積，cm2。 炸藥的性能主要是指它的爆速炸藥的性能主要是指它的爆速D，絕熱指數(shù)，絕熱指數(shù)或爆熱或爆熱 E0和裝藥密度和裝藥密度0。在實(shí)際爆炸焊接施工中，可以使裝藥密。在實(shí)際爆炸焊接施工中，可以使裝藥密度穩(wěn)定在一個(gè)變化不大的范圍內(nèi)。爆炸焊接所使用炸藥的爆度穩(wěn)定在一個(gè)變化不大的范圍內(nèi)。爆炸焊接

12、所使用炸藥的爆速有一定限制一般規(guī)定的爆速的最大值不要超過(guò)金屬材料聲速有一定限制一般規(guī)定的爆速的最大值不要超過(guò)金屬材料聲速的速的1.2倍。但是，為了獲得穩(wěn)定爆轟，炸藥厚度必須介于倍。但是，為了獲得穩(wěn)定爆轟，炸藥厚度必須介于臨界厚度和極限厚度之間。絕熱指數(shù)臨界厚度和極限厚度之間。絕熱指數(shù)對(duì)于民用炸藥，一般對(duì)于民用炸藥，一般取取2.02.5。QA 復(fù)板和基板的物理機(jī)械性能復(fù)板和基板的物理機(jī)械性能：在實(shí)際爆炸焊接施工中，：在實(shí)際爆炸焊接施工中， 復(fù)板和基板的品種和規(guī)格是根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的用途和設(shè)計(jì)復(fù)板和基板的品種和規(guī)格是根據(jù)工程結(jié)構(gòu)的用途和設(shè)計(jì) 的要求，在爆炸焊接以前已經(jīng)確定好了的。因此，金屬的要求，在爆

13、炸焊接以前已經(jīng)確定好了的。因此，金屬 的物理機(jī)械性能、厚度和密度也相應(yīng)是確定了的。在計(jì)的物理機(jī)械性能、厚度和密度也相應(yīng)是確定了的。在計(jì) 算爆炸焊接參數(shù)時(shí)，經(jīng)常采用的材料常數(shù)是體積聲速算爆炸焊接參數(shù)時(shí)，經(jīng)常采用的材料常數(shù)是體積聲速 vS，它是與爆炸焊接效果有關(guān)的一個(gè)重要物理量。，它是與爆炸焊接效果有關(guān)的一個(gè)重要物理量。 復(fù)板和基板的安裝狀態(tài)復(fù)板和基板的安裝狀態(tài)：基板和復(fù)板的安裝狀態(tài)是由兩：基板和復(fù)板的安裝狀態(tài)是由兩 板間的預(yù)置角板間的預(yù)置角和間距和間距s來(lái)確定。來(lái)確定。 間距的作用是保證在復(fù)板加速到所要求的碰撞速度時(shí)所間距的作用是保證在復(fù)板加速到所要求的碰撞速度時(shí)所 需要的距離，以產(chǎn)生足夠的沖擊

14、壓力。同時(shí)，間距也為需要的距離，以產(chǎn)生足夠的沖擊壓力。同時(shí)，間距也為 碰撞時(shí)產(chǎn)生的自由金屬射流提供一條無(wú)阻礙的通道，防碰撞時(shí)產(chǎn)生的自由金屬射流提供一條無(wú)阻礙的通道，防 止射流受阻而殘留在結(jié)合區(qū)內(nèi)。止射流受阻而殘留在結(jié)合區(qū)內(nèi)。 設(shè)置一定的預(yù)置角度是為了在使用高爆速炸藥爆炸時(shí)，設(shè)置一定的預(yù)置角度是為了在使用高爆速炸藥爆炸時(shí)， 把碰撞點(diǎn)移動(dòng)速度控制在亞聲速范圍內(nèi)?；蛘邽榱诉_(dá)到把碰撞點(diǎn)移動(dòng)速度控制在亞聲速范圍內(nèi)?；蛘邽榱诉_(dá)到 最佳的結(jié)合區(qū)流動(dòng)狀態(tài)，使碰撞點(diǎn)移動(dòng)速度處在最佳的結(jié)合區(qū)流動(dòng)狀態(tài)，使碰撞點(diǎn)移動(dòng)速度處在 （1/21/3）材料聲速之間。通過(guò)改變預(yù)置角，可起到調(diào)）材料聲速之間。通過(guò)改變預(yù)置角，可起到

15、調(diào) 節(jié)碰撞點(diǎn)速度的作用。在實(shí)際爆炸焊接中，預(yù)置角節(jié)碰撞點(diǎn)速度的作用。在實(shí)際爆炸焊接中，預(yù)置角“一般一般 是很小的，而在大板的焊接裝置中，以采用平行法為宜。是很小的，而在大板的焊接裝置中，以采用平行法為宜。圖圖12-4 爆炸焊接動(dòng)態(tài)參數(shù)示意圖爆炸焊接動(dòng)態(tài)參數(shù)示意圖 2）動(dòng)態(tài)焊接參數(shù)）動(dòng)態(tài)焊接參數(shù) 圖圖12-4是表示爆炸焊接動(dòng)態(tài)參數(shù)示意圖。爆炸焊接的是表示爆炸焊接動(dòng)態(tài)參數(shù)示意圖。爆炸焊接的動(dòng)態(tài)參數(shù)動(dòng)態(tài)參數(shù)包括包括：復(fù)板的動(dòng)態(tài)彎折角：復(fù)板的動(dòng)態(tài)彎折角、碰撞角、碰撞角、復(fù)板碰撞、復(fù)板碰撞速度速度vp、復(fù)板相對(duì)于碰撞點(diǎn)、復(fù)板相對(duì)于碰撞點(diǎn)S的速度的速度vi和碰撞點(diǎn)移動(dòng)速度和碰撞點(diǎn)移動(dòng)速度vcp以及復(fù)板的碰

16、撞能以及復(fù)板的碰撞能IE。它們之間的關(guān)系可用下列諸式表。它們之間的關(guān)系可用下列諸式表示：示：式中式中 vd炸藥的爆速；炸藥的爆速； m復(fù)板的質(zhì)量。其它符號(hào)的意義見(jiàn)圖復(fù)板的質(zhì)量。其它符號(hào)的意義見(jiàn)圖12-4中的說(shuō)明。中的說(shuō)明。sinsincpdvv212pIEmv 3）結(jié)合區(qū)參數(shù)）結(jié)合區(qū)參數(shù) 在爆炸焊接中，一般來(lái)說(shuō)結(jié)合區(qū)可分為下面在爆炸焊接中，一般來(lái)說(shuō)結(jié)合區(qū)可分為下面三種類(lèi)型三種類(lèi)型：金屬與金屬的直接結(jié)合金屬與金屬的直接結(jié)合；形成均勻連續(xù)的熔化層形成均勻連續(xù)的熔化層；波狀結(jié)合波狀結(jié)合。三種結(jié)合型式中，以波狀結(jié)合最為常見(jiàn)。三種結(jié)合型式中，以波狀結(jié)合最為常見(jiàn)。 爆炸焊接結(jié)合區(qū)參數(shù)，它表征了結(jié)合區(qū)的外貌

17、特征和復(fù)爆炸焊接結(jié)合區(qū)參數(shù)，它表征了結(jié)合區(qū)的外貌特征和復(fù)合材料的性質(zhì)，表示爆炸焊接的最終結(jié)果。結(jié)合區(qū)界面參數(shù)合材料的性質(zhì)，表示爆炸焊接的最終結(jié)果。結(jié)合區(qū)界面參數(shù)包括：界面波的波高和波長(zhǎng)、結(jié)合強(qiáng)度和熔化層厚度。包括：界面波的波高和波長(zhǎng)、結(jié)合強(qiáng)度和熔化層厚度。 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果證明，波長(zhǎng)隨著碰撞角根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果證明，波長(zhǎng)隨著碰撞角的增加而增加。的增加而增加。當(dāng)碰撞角相同時(shí)，波長(zhǎng)隨復(fù)板厚度當(dāng)碰撞角相同時(shí)，波長(zhǎng)隨復(fù)板厚度tf的變化而變化。它們之的變化而變化。它們之間存在著下面的關(guān)系。間存在著下面的關(guān)系。式中：式中：結(jié)合區(qū)波長(zhǎng)；結(jié)合區(qū)波長(zhǎng)； b、c系數(shù)；系數(shù)； A結(jié)合區(qū)的波高。結(jié)合區(qū)的波高。 當(dāng)波高與波長(zhǎng)的比

18、值為當(dāng)波高與波長(zhǎng)的比值為0.281時(shí)，形成的波是最穩(wěn)定的。時(shí)，形成的波是最穩(wěn)定的。 爆炸焊接的三類(lèi)結(jié)合參數(shù)之間是互相聯(lián)系的。當(dāng)初始參爆炸焊接的三類(lèi)結(jié)合參數(shù)之間是互相聯(lián)系的。當(dāng)初始參數(shù)確定后，動(dòng)態(tài)參數(shù)和結(jié)合區(qū)參數(shù)也就相應(yīng)確定了。因此爆數(shù)確定后，動(dòng)態(tài)參數(shù)和結(jié)合區(qū)參數(shù)也就相應(yīng)確定了。因此爆炸焊接效果和質(zhì)量主要取決于合理的選取初始焊接參數(shù)。炸焊接效果和質(zhì)量主要取決于合理的選取初始焊接參數(shù)。2(1 cos)2sin2ffbtcAbt 2爆炸焊接前的清理工作爆炸焊接前的清理工作 復(fù)板和基板表面的清潔是影響爆炸焊接質(zhì)量的重要因素。復(fù)板和基板表面的清潔是影響爆炸焊接質(zhì)量的重要因素。雖然在爆炸焊接過(guò)程中所形成的

19、金屬射流，起到清洗基板和雖然在爆炸焊接過(guò)程中所形成的金屬射流，起到清洗基板和復(fù)板表面膜的作用，但是它能清洗表面膜的厚度必竟是有限復(fù)板表面膜的作用，但是它能清洗表面膜的厚度必竟是有限的。因此，在爆炸焊接前的。因此，在爆炸焊接前對(duì)金屬板表面進(jìn)行清刷對(duì)金屬板表面進(jìn)行清刷是非常必要是非常必要的。實(shí)踐證明，金屬板的初始表面光潔度越高、越新鮮，爆的。實(shí)踐證明，金屬板的初始表面光潔度越高、越新鮮，爆炸焊接質(zhì)量也就越高，常采用的清理方法有以下幾種：炸焊接質(zhì)量也就越高，常采用的清理方法有以下幾種： 1）砂輪打磨砂輪打磨，這是一種最廣泛使用的方法，主要用于，這是一種最廣泛使用的方法，主要用于鋼表面的清理。鋼表面的

20、清理。 2）噴丸和噴砂噴丸和噴砂，用于要求不高的鋼表面清理。，用于要求不高的鋼表面清理。 3）酸洗酸洗，常用于銅及其合金表面的清理。，常用于銅及其合金表面的清理。 4）堿洗堿洗，主要用于鋁及其合金表面的清理。，主要用于鋁及其合金表面的清理。 5）砂布或鋼絲刷打磨砂布或鋼絲刷打磨，主要用于不銹鋼和鈦合金的表，主要用于不銹鋼和鈦合金的表面清理。面清理。 6）車(chē)、刨、銑、磨車(chē)、刨、銑、磨，用于要求較高的厚鋼板（或鋼鑄，用于要求較高的厚鋼板（或鋼鑄件）以及異形零件的表面清理。件）以及異形零件的表面清理。 不管采用哪種方法清理，最好是不管采用哪種方法清理，最好是當(dāng)天當(dāng)天清理，當(dāng)天就進(jìn)行清理，當(dāng)天就進(jìn)行爆

21、炸焊接，對(duì)于光潔度要求較高的工藝，如果當(dāng)天不能進(jìn)行爆炸焊接，對(duì)于光潔度要求較高的工藝，如果當(dāng)天不能進(jìn)行爆炸焊接，就應(yīng)用油封，保護(hù)已清理好的表面，待第二天爆爆炸焊接，就應(yīng)用油封，保護(hù)已清理好的表面，待第二天爆炸時(shí)，再用丙酮或苯將油封洗凈。炸時(shí)，再用丙酮或苯將油封洗凈。 （二）爆炸壓接（二）爆炸壓接 爆炸壓接是利用炸藥爆炸所產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力，將兩種金爆炸壓接是利用炸藥爆炸所產(chǎn)生的強(qiáng)大壓力，將兩種金屬材料屬材料壓合、包裹和接合壓合、包裹和接合在一起的工藝。因此，機(jī)械壓縮過(guò)在一起的工藝。因此，機(jī)械壓縮過(guò)程是壓接的基本形式。爆炸壓接工藝已在我國(guó)電力工業(yè)部門(mén)程是壓接的基本形式。爆炸壓接工藝已在我國(guó)電力工業(yè)部

22、門(mén)架設(shè)高壓輸電線(xiàn)時(shí)，成功地用它來(lái)連接電力線(xiàn)。這種壓接工架設(shè)高壓輸電線(xiàn)時(shí)，成功地用它來(lái)連接電力線(xiàn)。這種壓接工藝的原理如圖所示。首先將兩根電力線(xiàn)的線(xiàn)頭，從相對(duì)方向藝的原理如圖所示。首先將兩根電力線(xiàn)的線(xiàn)頭，從相對(duì)方向插入壓接管中。兩根電力線(xiàn)的線(xiàn)頭（接頭）根據(jù)連接方式分插入壓接管中。兩根電力線(xiàn)的線(xiàn)頭（接頭）根據(jù)連接方式分為：為：對(duì)接對(duì)接，即兩根插入壓接管的線(xiàn)頭端面相對(duì)接觸；，即兩根插入壓接管的線(xiàn)頭端面相對(duì)接觸；搭接搭接，即一根電力線(xiàn)的接頭以一定長(zhǎng)度搭在另一根電力線(xiàn)的接頭即一根電力線(xiàn)的接頭以一定長(zhǎng)度搭在另一根電力線(xiàn)的接頭上；上；插接插接，即將兩根電力線(xiàn)的接頭的金屬導(dǎo)線(xiàn)打開(kāi)，相互插，即將兩根電力線(xiàn)的接頭的

23、金屬導(dǎo)線(xiàn)打開(kāi)，相互插入。電力線(xiàn)的接頭按上述三種方式之一連接好后，在壓接管入。電力線(xiàn)的接頭按上述三種方式之一連接好后，在壓接管外周敷設(shè)兩層炸藥，最后用雷管起爆。外周敷設(shè)兩層炸藥，最后用雷管起爆。圖圖 爆炸壓接原理圖爆炸壓接原理圖1鋼絞線(xiàn)（對(duì)接）；2壓接管；3二層炸藥；4雷管 在用爆炸壓接法壓接電力線(xiàn)時(shí)，其施工工藝可分為：在用爆炸壓接法壓接電力線(xiàn)時(shí)，其施工工藝可分為： 1切割管線(xiàn)和檢查切割管線(xiàn)和檢查 1）在切割管線(xiàn)之前，應(yīng)對(duì)它們作一次詳細(xì)全面的檢查。）在切割管線(xiàn)之前，應(yīng)對(duì)它們作一次詳細(xì)全面的檢查。檢查內(nèi)容包括：對(duì)電力線(xiàn)應(yīng)檢查是否有斷股、缺股、折疊、檢查內(nèi)容包括：對(duì)電力線(xiàn)應(yīng)檢查是否有斷股、缺股、折疊

24、、線(xiàn)股纏繞不良和銹蝕嚴(yán)重等缺陷；對(duì)壓接管應(yīng)檢查是否有開(kāi)線(xiàn)股纏繞不良和銹蝕嚴(yán)重等缺陷；對(duì)壓接管應(yīng)檢查是否有開(kāi)裂和嚴(yán)重砂眼、其內(nèi)、外徑是否符合標(biāo)準(zhǔn)。如發(fā)現(xiàn)有上述缺裂和嚴(yán)重砂眼、其內(nèi)、外徑是否符合標(biāo)準(zhǔn)。如發(fā)現(xiàn)有上述缺陷，應(yīng)及時(shí)處理或更換。否則，會(huì)直接影響接頭的機(jī)械強(qiáng)度陷，應(yīng)及時(shí)處理或更換。否則，會(huì)直接影響接頭的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能。和電氣性能。 2）切線(xiàn)時(shí)，應(yīng)先在線(xiàn)的切口兩側(cè)用細(xì)繩綁扎牢固，以）切線(xiàn)時(shí)，應(yīng)先在線(xiàn)的切口兩側(cè)用細(xì)繩綁扎牢固，以防切割后線(xiàn)頭散股。切口平面要與線(xiàn)軸垂直，切口要整齊。防切割后線(xiàn)頭散股。切口平面要與線(xiàn)軸垂直，切口要整齊。切割后，可用鋼銼刀整理切割面上的毛刺，以利穿線(xiàn)。切割后，可用鋼

25、銼刀整理切割面上的毛刺，以利穿線(xiàn)。 2清洗管線(xiàn)清洗管線(xiàn) 管線(xiàn)可用汽油清洗，也可用管線(xiàn)可用汽油清洗，也可用10%的堿洗液（水占的堿洗液（水占90%，工業(yè)用堿占工業(yè)用堿占10%）清洗。用堿液清洗時(shí)，將管線(xiàn)放入溫度為）清洗。用堿液清洗時(shí)，將管線(xiàn)放入溫度為4060值的堿洗液中值的堿洗液中56分鐘，然后取出，再用清水沖凈管分鐘，然后取出，再用清水沖凈管線(xiàn)表面殘存的堿液，并將線(xiàn)頭朝上放置，涼干水分。對(duì)帶有線(xiàn)表面殘存的堿液，并將線(xiàn)頭朝上放置，涼干水分。對(duì)帶有防腐油的鋼絞線(xiàn)和鋁絞線(xiàn)的鋼芯，可用磷酸三鈉液煮洗。煮防腐油的鋼絞線(xiàn)和鋁絞線(xiàn)的鋼芯，可用磷酸三鈉液煮洗。煮洗時(shí)，將磷酸三鈉溶液（每升水加入洗時(shí)，將磷酸三鈉

26、溶液（每升水加入80克磷酸三鈉）倒入克磷酸三鈉）倒入長(zhǎng)罐中，加熱至沸騰狀態(tài)，再將管線(xiàn)放入長(zhǎng)罐中浸煮，并不長(zhǎng)罐中，加熱至沸騰狀態(tài)，再將管線(xiàn)放入長(zhǎng)罐中浸煮，并不斷地加水，使油溢出，斷地加水，使油溢出，1015分鐘后取出，將線(xiàn)頭朝上放分鐘后取出，將線(xiàn)頭朝上放置，涼干，或用噴燈烤干。清洗線(xiàn)的長(zhǎng)度不得小于爆炸壓接置，涼干，或用噴燈烤干。清洗線(xiàn)的長(zhǎng)度不得小于爆炸壓接長(zhǎng)度的長(zhǎng)度的1.5倍。倍。 3浸沾保護(hù)層浸沾保護(hù)層 在爆炸壓接中，往往由于壓接管表面不夠光滑和平整，在爆炸壓接中，往往由于壓接管表面不夠光滑和平整，以致爆炸時(shí)所產(chǎn)生的高溫高壓高速的氣流將以致爆炸時(shí)所產(chǎn)生的高溫高壓高速的氣流將壓接管表面燒傷壓接管

27、表面燒傷。防止這種表面燒傷的方法是在壓接管表面浸沾保護(hù)層。制作防止這種表面燒傷的方法是在壓接管表面浸沾保護(hù)層。制作保護(hù)層的材料有：橡皮、塑料、黑膠布、松香、石蠟等涂料。保護(hù)層的材料有：橡皮、塑料、黑膠布、松香、石蠟等涂料。使用泰乳炸藥進(jìn)行爆炸壓接時(shí)，多采用松香和石蠟配制的涂使用泰乳炸藥進(jìn)行爆炸壓接時(shí)，多采用松香和石蠟配制的涂料，它們的配制比例是料，它們的配制比例是1:1（重量比）。涂料熔化浸治前，（重量比）。涂料熔化浸治前，要將壓接管兩端用廢紙、棉紗頭或特制木塞堵死。嚴(yán)禁涂料要將壓接管兩端用廢紙、棉紗頭或特制木塞堵死。嚴(yán)禁涂料進(jìn)入管內(nèi)而影響壓接質(zhì)量。保護(hù)層的厚度以進(jìn)入管內(nèi)而影響壓接質(zhì)量。保護(hù)層

28、的厚度以1.52.0 mm為為宜。宜。 對(duì)于鋼絞線(xiàn)壓接管，一般可不浸沾松香石蠟涂料，而在對(duì)于鋼絞線(xiàn)壓接管，一般可不浸沾松香石蠟涂料，而在壓接管外包纏壓接管外包纏12層黑膠布或塑料帶即可。包纏時(shí)，力求緊層黑膠布或塑料帶即可。包纏時(shí)，力求緊密、均勻。密、均勻。 4裁藥和包藥裁藥和包藥 使用片狀的泰乳炸藥進(jìn)行爆炸壓接時(shí)，應(yīng)根據(jù)浸沾過(guò)保使用片狀的泰乳炸藥進(jìn)行爆炸壓接時(shí)，應(yīng)根據(jù)浸沾過(guò)保護(hù)層的壓接管的外圓周尺寸的大小來(lái)裁藥，裁藥的尺寸力求護(hù)層的壓接管的外圓周尺寸的大小來(lái)裁藥，裁藥的尺寸力求準(zhǔn)確。裁藥時(shí)須用準(zhǔn)確。裁藥時(shí)須用快刀快刀在平整的木板或橡皮板上劃裁。嚴(yán)禁在平整的木板或橡皮板上劃裁。嚴(yán)禁用剪刀剪裁或在

29、鋼板上用刀劃裁。用黑膠布或塑料帶包纏藥用剪刀剪裁或在鋼板上用刀劃裁。用黑膠布或塑料帶包纏藥包時(shí)，一定要將藥片緊緊地貼在壓接管上，在藥片的接縫處包時(shí)，一定要將藥片緊緊地貼在壓接管上，在藥片的接縫處不得留有間隙，更不能將藥片疊起來(lái)包纏。如用橡膠粘接，不得留有間隙，更不能將藥片疊起來(lái)包纏。如用橡膠粘接，應(yīng)在藥片的接縫處均勻地涂抹上膠水，等待稍微涼干后，將應(yīng)在藥片的接縫處均勻地涂抹上膠水，等待稍微涼干后，將藥片緊貼在壓接管上，用手在接縫處輕輕壓牢。藥片包貼完藥片緊貼在壓接管上，用手在接縫處輕輕壓牢。藥片包貼完后，藥包的長(zhǎng)度應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)，否則，應(yīng)切除多余的部后，藥包的長(zhǎng)度應(yīng)在規(guī)定的范圍內(nèi)，否則，應(yīng)切

30、除多余的部分。分。 5穿線(xiàn)穿線(xiàn) 爆炸壓接中的穿線(xiàn)工藝，是一項(xiàng)細(xì)致的工作，稍有疏爆炸壓接中的穿線(xiàn)工藝，是一項(xiàng)細(xì)致的工作，稍有疏忽，將對(duì)接頭的壓接質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。穿線(xiàn)應(yīng)仔細(xì)檢查壓忽，將對(duì)接頭的壓接質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。穿線(xiàn)應(yīng)仔細(xì)檢查壓接管的規(guī)格是否和被壓接的線(xiàn)的型號(hào)一致，壓接管內(nèi)是否有接管的規(guī)格是否和被壓接的線(xiàn)的型號(hào)一致，壓接管內(nèi)是否有油、水、泥土等污物。穿線(xiàn)時(shí)，必須按照線(xiàn)頭的連接方式和油、水、泥土等污物。穿線(xiàn)時(shí)，必須按照線(xiàn)頭的連接方式和要求的尺寸進(jìn)行穿線(xiàn)。如果是對(duì)接時(shí)兩線(xiàn)頭的對(duì)接點(diǎn)必須位要求的尺寸進(jìn)行穿線(xiàn)。如果是對(duì)接時(shí)兩線(xiàn)頭的對(duì)接點(diǎn)必須位于壓接管長(zhǎng)度的中心點(diǎn)，而且兩線(xiàn)頭的端面，必須緊密接觸。于壓接

31、管長(zhǎng)度的中心點(diǎn)，而且兩線(xiàn)頭的端面，必須緊密接觸。如果連接方式是搭接或插接時(shí)，兩線(xiàn)頭可稍微穿出壓接管口如果連接方式是搭接或插接時(shí)，兩線(xiàn)頭可稍微穿出壓接管口以外。以外。 6放炮放炮 放炮前，應(yīng)將包好藥包的壓接管連同鋼芯鋁絞線(xiàn)或鋼絞放炮前，應(yīng)將包好藥包的壓接管連同鋼芯鋁絞線(xiàn)或鋼絞線(xiàn)用支架或其它方式牢固地支承起來(lái)。藥包在離地表的距離線(xiàn)用支架或其它方式牢固地支承起來(lái)。藥包在離地表的距離不得小于不得小于1米，以防止爆炸時(shí)，地面反射波的作用，使壓接米，以防止爆炸時(shí)，地面反射波的作用，使壓接管變彎，同時(shí)也避免爆炸時(shí)飛石傷人。當(dāng)一切起爆準(zhǔn)備工作管變彎，同時(shí)也避免爆炸時(shí)飛石傷人。當(dāng)一切起爆準(zhǔn)備工作做完，并檢查無(wú)誤

32、，同時(shí)一切人員撤離現(xiàn)場(chǎng)到達(dá)安全地點(diǎn)做完，并檢查無(wú)誤，同時(shí)一切人員撤離現(xiàn)場(chǎng)到達(dá)安全地點(diǎn)后，方準(zhǔn)起爆。后，方準(zhǔn)起爆。 7整理整理 爆炸壓接后，應(yīng)將殘存在壓接管上的石蠟松香擦凈。爆炸壓接后，應(yīng)將殘存在壓接管上的石蠟松香擦凈。并在鋼芯鋁絞線(xiàn)和鋼絞線(xiàn)接頭的鋸口兩端涂上紅丹，以防銹并在鋼芯鋁絞線(xiàn)和鋼絞線(xiàn)接頭的鋸口兩端涂上紅丹，以防銹蝕。蝕。 下面是我國(guó)各供電局在采用爆炸壓接時(shí)，不同連接方法下面是我國(guó)各供電局在采用爆炸壓接時(shí)，不同連接方法設(shè)計(jì)和施工示意圖。設(shè)計(jì)和施工示意圖。 1對(duì)接式爆炸壓接對(duì)接式爆炸壓接圖圖 對(duì)接式爆炸壓接示意圖對(duì)接式爆炸壓接示意圖1鋼絞線(xiàn)；2壓接管；3藥包；4雷管 2插接式爆炸壓接插接式

33、爆炸壓接圖圖 插接式爆炸壓接示意圖（尺寸：插接式爆炸壓接示意圖（尺寸：mm）1鋼絞線(xiàn)；2壓接管；3藥包；4雷管 3. 搭接式爆炸壓接。搭接式爆炸壓接。圖圖 搭接式爆炸壓接示意圖（尺寸：搭接式爆炸壓接示意圖（尺寸：mm）1鋼芯鋁絞線(xiàn)；2壓接筒；3藥包；4墊條；5雷管 以上三種連接方式的爆炸壓接所采用的炸藥均為泰乳以上三種連接方式的爆炸壓接所采用的炸藥均為泰乳（太乳）炸藥，采用其它炸藥時(shí)，其裝藥參數(shù)應(yīng)經(jīng)過(guò)試（太乳）炸藥，采用其它炸藥時(shí)，其裝藥參數(shù)應(yīng)經(jīng)過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定。驗(yàn)來(lái)確定。二、爆炸成形二、爆炸成形 爆炸成形是利用炸藥爆炸所產(chǎn)生的沖擊波的沖擊作用和高爆炸成形是利用炸藥爆炸所產(chǎn)生的沖擊波的沖擊作用和高

34、壓氣體的膨脹作用，通過(guò)壓氣體的膨脹作用，通過(guò)傳壓介質(zhì)傳壓介質(zhì)作用到金屬毛料（如金作用到金屬毛料（如金屬板材和筒材）上，使金屬毛料加工成符合設(shè)計(jì)要求（即屬板材和筒材）上，使金屬毛料加工成符合設(shè)計(jì)要求（即形狀、尺寸、精度和光潔度符合要求）的零部件。形狀、尺寸、精度和光潔度符合要求）的零部件。 傳壓介質(zhì)一般多采用傳壓介質(zhì)一般多采用水水介質(zhì)，這是由于水的傳壓性能好，介質(zhì)，這是由于水的傳壓性能好，加工出來(lái)的零部件表面光潔度高，同時(shí)水的來(lái)源很方便和加工出來(lái)的零部件表面光潔度高，同時(shí)水的來(lái)源很方便和成本低廉。有時(shí)也采用成本低廉。有時(shí)也采用油、砂、滑石粉和空氣油、砂、滑石粉和空氣作為傳壓介作為傳壓介質(zhì)，但加工

35、出來(lái)的零部件的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如水。根據(jù)金屬加質(zhì)，但加工出來(lái)的零部件的質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如水。根據(jù)金屬加工的零部件的形狀不同，可將金屬爆炸成形分為工的零部件的形狀不同，可將金屬爆炸成形分為爆炸拉深爆炸拉深成形和成形和爆炸脹形爆炸脹形成形兩種加工方法。成形兩種加工方法。 （一）爆炸拉深成形法（一）爆炸拉深成形法 這種加工方法是利用炸藥爆炸的沖擊壓力將金屬板材這種加工方法是利用炸藥爆炸的沖擊壓力將金屬板材拉深成凹形零件的方法。這種加工方法使用的裝置如圖拉深成凹形零件的方法。這種加工方法使用的裝置如圖12-5所示。爆炸拉深成形一般分為所示。爆炸拉深成形一般分為自由拉深自由拉深成形和成形和有模拉深有模拉深成形。成形

36、。圖圖12-5 爆炸拉深成形裝置圖爆炸拉深成形裝置圖1藥包；2水；3護(hù)筒（用金屬、塑料或?yàn)r青紙加工成的）；4卡具；5模具；6金屬板材（毛料）；7排氣孔；8壓邊圈 自由拉深成形的裝置很簡(jiǎn)單（見(jiàn)圖自由拉深成形的裝置很簡(jiǎn)單（見(jiàn)圖12-6），沒(méi)有模具只），沒(méi)有模具只有有拉深環(huán)拉深環(huán)。這種加工工藝完全依靠控制加工工藝參數(shù)來(lái)獲得。這種加工工藝完全依靠控制加工工藝參數(shù)來(lái)獲得零部件的外形，全憑經(jīng)驗(yàn)，易受偶然因素的影響。這種加工零部件的外形，全憑經(jīng)驗(yàn)，易受偶然因素的影響。這種加工方法只適用于加工形狀簡(jiǎn)單而精度又要求不高的零部件。方法只適用于加工形狀簡(jiǎn)單而精度又要求不高的零部件。圖圖12-6 自由拉深成形裝置自由

37、拉深成形裝置1藥包；2傳壓介質(zhì)（水）；3護(hù)筒；4壓邊螺栓；5壓邊圈；6毛料；7拉深環(huán)；8支座 有模拉深成形又分為有模拉深成形又分為自然排氣拉深自然排氣拉深成形（見(jiàn)圖成形（見(jiàn)圖12-7）和）和模腔抽成真空模腔抽成真空的拉深成形兩種。的拉深成形兩種。 在爆炸拉深成形過(guò)程中，模腔中的空氣必須排出，則會(huì)在爆炸拉深成形過(guò)程中，模腔中的空氣必須排出，則會(huì)在板材拉深成形過(guò)程中，空氣受壓，溫度上升，容易燒傷零在板材拉深成形過(guò)程中，空氣受壓，溫度上升，容易燒傷零部件表面。另外在零部件成形卸壓后，被壓縮的氣體開(kāi)始膨部件表面。另外在零部件成形卸壓后，被壓縮的氣體開(kāi)始膨脹，使零部件表面鼓起而造成廢品。脹，使零部件表面

38、鼓起而造成廢品。圖圖12-7 自然排氣有模拉深成形自然排氣有模拉深成形1藥包；2傳壓介質(zhì)（水）；3護(hù)筒；4壓邊螺栓；5壓邊圈；6毛料；7自然排氣模 自然排氣的有模爆炸拉深成形法所需的裝置很簡(jiǎn)單，只自然排氣的有模爆炸拉深成形法所需的裝置很簡(jiǎn)單，只需在模具上鉆幾個(gè)排氣孔。自然排氣有模爆炸拉深成形加工需在模具上鉆幾個(gè)排氣孔。自然排氣有模爆炸拉深成形加工法，它的成形精度較自由拉深成形要高些。也能加工形狀復(fù)法，它的成形精度較自由拉深成形要高些。也能加工形狀復(fù)雜的零部件，但它只適用于加工黑色金屬和厚鋁板。雜的零部件，但它只適用于加工黑色金屬和厚鋁板。 對(duì)于大批量加工精度要求較高和相對(duì)厚度比較小的零部對(duì)于大

39、批量加工精度要求較高和相對(duì)厚度比較小的零部件，不能采用自然排氣的有模爆炸拉深成形加工法，而只能件，不能采用自然排氣的有模爆炸拉深成形加工法，而只能采用模腔抽成真空的爆炸拉深成形加工法。模腔中的氣壓至采用模腔抽成真空的爆炸拉深成形加工法。模腔中的氣壓至少要降低到少要降低到667Pa（5 mm汞柱）的壓力。汞柱）的壓力。 影響爆炸拉深成形效果的因素影響爆炸拉深成形效果的因素很多，其中包括：藥形、很多，其中包括：藥形、藥位、藥量、傳壓介質(zhì)的邊界條件、水深和真空度等。對(duì)這藥位、藥量、傳壓介質(zhì)的邊界條件、水深和真空度等。對(duì)這些因素選取得是否恰當(dāng)，不只影響拉深成形零部件的質(zhì)量和些因素選取得是否恰當(dāng)，不只影

40、響拉深成形零部件的質(zhì)量和生產(chǎn)率，還會(huì)影響模具的使用壽命。生產(chǎn)率，還會(huì)影響模具的使用壽命。 藥形：藥包的形狀決定了爆炸所產(chǎn)生的沖擊波的形狀。藥形：藥包的形狀決定了爆炸所產(chǎn)生的沖擊波的形狀。在低藥位的情況下，也就決定了作用在金屬毛料上的載荷大在低藥位的情況下，也就決定了作用在金屬毛料上的載荷大小和分布情況。為了有效地控制金屬毛料的流動(dòng)和變形。必小和分布情況。為了有效地控制金屬毛料的流動(dòng)和變形。必需正確選擇符合零部件外形特點(diǎn)和技術(shù)要求的藥包形狀。常需正確選擇符合零部件外形特點(diǎn)和技術(shù)要求的藥包形狀。常用的藥包形狀有：球形、柱形、錐形和環(huán)形（見(jiàn)圖用的藥包形狀有：球形、柱形、錐形和環(huán)形（見(jiàn)圖12-8）。）

41、。圖圖12-8 常用的藥包形狀常用的藥包形狀a球形藥包；b柱形藥包；c錐形藥包；d環(huán)形藥包 球形藥包爆炸后所產(chǎn)生的沖擊波為球面沖擊波，在低藥球形藥包爆炸后所產(chǎn)生的沖擊波為球面沖擊波，在低藥位時(shí)作用在金屬毛料上的載荷是不均勻的。中央部位載荷最位時(shí)作用在金屬毛料上的載荷是不均勻的。中央部位載荷最大，邊緣部位載荷較小。所以零部件成形后，頂部較薄。因大，邊緣部位載荷較小。所以零部件成形后，頂部較薄。因此，它只適用于成形深度不大，變薄要求不嚴(yán)的球底封頭零此，它只適用于成形深度不大，變薄要求不嚴(yán)的球底封頭零件。件。 柱形藥包制作容易，是生產(chǎn)中采用最多的一種藥包。長(zhǎng)柱形藥包制作容易，是生產(chǎn)中采用最多的一種藥

42、包。長(zhǎng)柱形藥包由于長(zhǎng)度與直徑之比大于柱形藥包由于長(zhǎng)度與直徑之比大于1.0，端面沖擊波與側(cè)面，端面沖擊波與側(cè)面沖擊波的強(qiáng)度相差較大，不宜在爆炸拉深成形法中采用，大沖擊波的強(qiáng)度相差較大，不宜在爆炸拉深成形法中采用，大都在爆炸脹形成形法中采用。短柱藥包（指藥包長(zhǎng)度與藥包都在爆炸脹形成形法中采用。短柱藥包（指藥包長(zhǎng)度與藥包直徑之比等于或小于直徑之比等于或小于1.0），常常用來(lái)代替球形藥包。），常常用來(lái)代替球形藥包。 錐形藥包爆炸后，頂部沖擊波較弱，兩側(cè)較強(qiáng)。常用于錐形藥包爆炸后，頂部沖擊波較弱，兩側(cè)較強(qiáng)。常用于變薄量要求較嚴(yán)的橢球底封頭的爆炸拉深成形。錐角常為變薄量要求較嚴(yán)的橢球底封頭的爆炸拉深成形。

43、錐角常為90120。 環(huán)形藥包一般用于大型封頭零件的爆炸拉深成環(huán)形藥包一般用于大型封頭零件的爆炸拉深成形。這是因?yàn)榄h(huán)形藥包的直徑形。這是因?yàn)榄h(huán)形藥包的直徑d為?？谥睆綖槟？谥睆紻的的8085%，因此藥包比較接近凹模圓角，利于凸緣，因此藥包比較接近凹模圓角，利于凸緣毛料流入模腔，減少變薄量。同時(shí)，采用環(huán)形藥毛料流入模腔，減少變薄量。同時(shí)，采用環(huán)形藥包，藥位可低些，毛料向下運(yùn)動(dòng)的分速度較大，因包，藥位可低些，毛料向下運(yùn)動(dòng)的分速度較大，因而減輕了成形后的圓角脫離現(xiàn)象。當(dāng)成形深度相同而減輕了成形后的圓角脫離現(xiàn)象。當(dāng)成形深度相同的零件，環(huán)形藥包的用藥量要比球形藥包少一些。的零件，環(huán)形藥包的用藥量要比球形

44、藥包少一些。 藥位：一般常指藥包中心至毛料表面的垂直高度藥位：一般常指藥包中心至毛料表面的垂直高度h，并，并稱(chēng)之為稱(chēng)之為吊高吊高。藥包在水中爆炸后所形成的強(qiáng)沖擊波隨著波陣。藥包在水中爆炸后所形成的強(qiáng)沖擊波隨著波陣面的推進(jìn)及擴(kuò)散，其壓力及傳播速度迅速下降。由此可見(jiàn)，面的推進(jìn)及擴(kuò)散，其壓力及傳播速度迅速下降。由此可見(jiàn)，藥位藥位h不僅影響作用在毛料上的載荷大小，也影響其載荷的不僅影響作用在毛料上的載荷大小，也影響其載荷的分布。分布。 在采用在采用球形、柱形和錐形藥包球形、柱形和錐形藥包時(shí)，相對(duì)藥位（即藥位與時(shí)，相對(duì)藥位（即藥位與?？谥睆街龋┮话憧稍谀？谥睆街龋┮话憧稍?.20.5范圍內(nèi)選取。采用

45、范圍內(nèi)選取。采用環(huán)形藥環(huán)形藥包包時(shí)，藥位可稍低一些，相對(duì)藥位一般在時(shí)，藥位可稍低一些，相對(duì)藥位一般在0.20.3間選取。間選取。 藥位的選取主要取決于零件的材質(zhì)和相對(duì)厚度。材料的藥位的選取主要取決于零件的材質(zhì)和相對(duì)厚度。材料的強(qiáng)度高而相對(duì)厚度又大的零部件成形時(shí)，藥位可低一些。反強(qiáng)度高而相對(duì)厚度又大的零部件成形時(shí)，藥位可低一些。反之，則應(yīng)高一些。之，則應(yīng)高一些。 藥量：當(dāng)藥位一定的情況下，藥量決定著作用在毛料上藥量：當(dāng)藥位一定的情況下，藥量決定著作用在毛料上的載荷大小。藥量確定的方法一般采用類(lèi)比法和估算法。根的載荷大小。藥量確定的方法一般采用類(lèi)比法和估算法。根據(jù)功能平衡準(zhǔn)則，得出藥量的估算公式如

46、下：據(jù)功能平衡準(zhǔn)則，得出藥量的估算公式如下：0.780.742120YWDKDDh式中式中 Y金屬板頂點(diǎn)撓度，金屬板頂點(diǎn)撓度，mm； D?？谥睆剑？谥睆?，mm； W藥量，藥量，g； 毛料厚度，毛料厚度，mm； h藥位，藥位，mm； K系數(shù)，等于系數(shù)，等于S2/S1； S1低炭鋼的屈服應(yīng)力；低炭鋼的屈服應(yīng)力； S2成形零件的材料屈服應(yīng)力。成形零件的材料屈服應(yīng)力。 傳壓介質(zhì)的傳壓介質(zhì)的邊界邊界條件：護(hù)筒的材質(zhì)強(qiáng)度對(duì)拉深條件：護(hù)筒的材質(zhì)強(qiáng)度對(duì)拉深件的成形深度和外形平滑度有很大的影響。一般來(lái)件的成形深度和外形平滑度有很大的影響。一般來(lái)說(shuō)，隨著護(hù)筒材質(zhì)強(qiáng)度的增加和直徑的增大，毛料說(shuō)，隨著護(hù)筒材質(zhì)強(qiáng)度的

47、增加和直徑的增大，毛料的成形深度和外形平滑度也隨之增加，這主要是筒的成形深度和外形平滑度也隨之增加，這主要是筒壁正壓反射波增強(qiáng)了作用在毛料上的載荷，同時(shí)筒壁正壓反射波增強(qiáng)了作用在毛料上的載荷，同時(shí)筒徑增大后，也延緩了卸載波作用的時(shí)間。徑增大后，也延緩了卸載波作用的時(shí)間。 水深：藥包中心至水面的距離。水深一方面可以確定水水深：藥包中心至水面的距離。水深一方面可以確定水從自由面卸載所需要的時(shí)間；另外一方面對(duì)于高壓氣體作用從自由面卸載所需要的時(shí)間；另外一方面對(duì)于高壓氣體作用在毛料上的能量和時(shí)間產(chǎn)生很大影響。水越深，高壓氣體作在毛料上的能量和時(shí)間產(chǎn)生很大影響。水越深，高壓氣體作用在毛料上的能量和時(shí)間也

48、越多。但水深達(dá)到一定值后，這用在毛料上的能量和時(shí)間也越多。但水深達(dá)到一定值后，這種影響趨于平穩(wěn)。此時(shí)的水深叫做臨界水深。對(duì)于薄板零件種影響趨于平穩(wěn)。此時(shí)的水深叫做臨界水深。對(duì)于薄板零件成形，臨界水深一般取成形，臨界水深一般取(1/21/3)的?？谥睆?。的?？谥睆?。 真空度：當(dāng)薄板毛料進(jìn)行爆炸拉深成形時(shí)，由于變形速真空度：當(dāng)薄板毛料進(jìn)行爆炸拉深成形時(shí)，由于變形速度快，模腔中的空氣來(lái)不及排出，殘余氣體突然受到壓縮，度快，模腔中的空氣來(lái)不及排出，殘余氣體突然受到壓縮，溫度升高，容易燒傷零件，另外當(dāng)載荷消失后，被壓縮的氣溫度升高，容易燒傷零件，另外當(dāng)載荷消失后，被壓縮的氣體自行膨脹、反頂零件而形成反凸

49、形，破壞零件表面的光潔體自行膨脹、反頂零件而形成反凸形，破壞零件表面的光潔度。試驗(yàn)表明，模腔中具有小于度。試驗(yàn)表明，模腔中具有小于5 mm水銀柱高的真空度，水銀柱高的真空度，即可獲得外形良好的零件。即可獲得外形良好的零件。 壓邊力：壓邊力的大小直接影響到零件的質(zhì)壓邊力：壓邊力的大小直接影響到零件的質(zhì)量，例如成形深度、頂端變薄量、和產(chǎn)生內(nèi)外皺等。量，例如成形深度、頂端變薄量、和產(chǎn)生內(nèi)外皺等。隨著壓邊力增加，則增加爆炸拉深零件的膨脹形比。隨著壓邊力增加，則增加爆炸拉深零件的膨脹形比。因而變薄量增加，成形深度減小，但有利于防止發(fā)因而變薄量增加，成形深度減小，但有利于防止發(fā)生生內(nèi)外皺內(nèi)外皺。減小壓邊力

50、，恰好與上述情況相反。在。減小壓邊力，恰好與上述情況相反。在實(shí)際工作中，壓邊力的大小應(yīng)視具體的零件而定。實(shí)際工作中，壓邊力的大小應(yīng)視具體的零件而定。 （二）爆炸脹形成形法（二）爆炸脹形成形法 利用炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊波和高壓氣體將金屬利用炸藥爆炸產(chǎn)生的沖擊波和高壓氣體將金屬筒狀旋筒狀旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)體毛料加工成各種筒形零件的加工方法。其加工過(guò)程如圖毛料加工成各種筒形零件的加工方法。其加工過(guò)程如圖12-9所示所示。圖圖12-9 爆炸脹形成形加工示意圖爆炸脹形成形加工示意圖1密封圈；密封圈；2上壓板；上壓板；3藥包；藥包；4毛坯；毛坯；5爆炸模；爆炸模；6下壓板；下壓板；7墊木；墊木；8抽氣孔抽氣孔 大多數(shù)

51、脹形件的毛料都有焊縫，在爆炸成形過(guò)程中焊縫大多數(shù)脹形件的毛料都有焊縫，在爆炸成形過(guò)程中焊縫最易開(kāi)裂。因此，毛料在焊接后和在爆炸脹形之前，要進(jìn)行最易開(kāi)裂。因此，毛料在焊接后和在爆炸脹形之前，要進(jìn)行熱處理，以消除焊接時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。熱處理，以消除焊接時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。不經(jīng)過(guò)熱處理的毛料不經(jīng)過(guò)熱處理的毛料容易破裂，而且由于各部位應(yīng)力不均勻，會(huì)造成零件質(zhì)量不容易破裂，而且由于各部位應(yīng)力不均勻，會(huì)造成零件質(zhì)量不均衡。均衡。 在進(jìn)行爆炸脹形加工過(guò)程中，為保證零件的加工質(zhì)量，在進(jìn)行爆炸脹形加工過(guò)程中，為保證零件的加工質(zhì)量，必須正確選擇加工工藝參數(shù)。這些參數(shù)包括：藥包形狀、藥必須正確選擇加工工藝參數(shù)。這些參數(shù)包

52、括：藥包形狀、藥包位置、炸藥用量、介質(zhì)種類(lèi)、反射板間隙等。包位置、炸藥用量、介質(zhì)種類(lèi)、反射板間隙等。 1藥包形狀藥包形狀 用于爆炸脹形的藥包形狀應(yīng)根據(jù)零件的幾何形狀來(lái)確用于爆炸脹形的藥包形狀應(yīng)根據(jù)零件的幾何形狀來(lái)確定，原則上應(yīng)符合毛料各部位變形量的需要，并使模具受載定，原則上應(yīng)符合毛料各部位變形量的需要，并使模具受載最合理，同時(shí)藥包的制作應(yīng)力求簡(jiǎn)單。最合理，同時(shí)藥包的制作應(yīng)力求簡(jiǎn)單。 對(duì)于筒形旋轉(zhuǎn)體脹形零件，一般都采用圓柱形藥包。圓對(duì)于筒形旋轉(zhuǎn)體脹形零件，一般都采用圓柱形藥包。圓柱形藥包的長(zhǎng)度，應(yīng)視具體零件而定，對(duì)長(zhǎng)而且變形區(qū)也較柱形藥包的長(zhǎng)度，應(yīng)視具體零件而定，對(duì)長(zhǎng)而且變形區(qū)也較長(zhǎng)的零件，應(yīng)

53、采用細(xì)長(zhǎng)藥包；對(duì)長(zhǎng)度較短或變形區(qū)較短的零長(zhǎng)的零件，應(yīng)采用細(xì)長(zhǎng)藥包；對(duì)長(zhǎng)度較短或變形區(qū)較短的零件，應(yīng)采用短柱形藥包。件，應(yīng)采用短柱形藥包。 下面是爆炸脹形加工時(shí)，常采用的幾種藥包形狀。下面是爆炸脹形加工時(shí)，常采用的幾種藥包形狀。圖圖12-10 幾種常用于爆炸脹形的藥包形狀幾種常用于爆炸脹形的藥包形狀 2藥包位置藥包位置 對(duì)筒狀旋轉(zhuǎn)體脹形體而言，藥包總是掛在旋轉(zhuǎn)軸上。其對(duì)筒狀旋轉(zhuǎn)體脹形體而言，藥包總是掛在旋轉(zhuǎn)軸上。其吊掛高低位置，應(yīng)視具體情況而定，其原則是：吊掛高低位置，應(yīng)視具體情況而定，其原則是： （1）藥包爆炸所產(chǎn)生的沖擊能量的分布應(yīng)與毛料要求的）藥包爆炸所產(chǎn)生的沖擊能量的分布應(yīng)與毛料要求的變

54、形量分布一致。即藥包應(yīng)放在毛料要求變形量最大的部位。變形量分布一致。即藥包應(yīng)放在毛料要求變形量最大的部位。 （2）載荷對(duì)毛料軸向壓力不應(yīng)過(guò)大，以防止零件在成形）載荷對(duì)毛料軸向壓力不應(yīng)過(guò)大，以防止零件在成形過(guò)程中失穩(wěn)。過(guò)程中失穩(wěn)。 （3）用自然排氣方法時(shí)，要考慮對(duì)排氣有利。）用自然排氣方法時(shí)，要考慮對(duì)排氣有利。 （4）僅根據(jù)第一條原則來(lái)確定藥位，有時(shí)藥包距水面太）僅根據(jù)第一條原則來(lái)確定藥位，有時(shí)藥包距水面太近，其能量利用率很低，在這種情況下需要適當(dāng)調(diào)整藥位。近，其能量利用率很低，在這種情況下需要適當(dāng)調(diào)整藥位。 以上幾條在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生矛盾，必須根據(jù)具以上幾條在實(shí)際應(yīng)用中，經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生矛盾，

55、必須根據(jù)具體情況加以調(diào)整。體情況加以調(diào)整。 3藥量藥量 爆炸脹形所需的用藥量與零件的大小、毛料的種類(lèi)、材質(zhì)、厚度和爆炸脹形所需的用藥量與零件的大小、毛料的種類(lèi)、材質(zhì)、厚度和狀態(tài)以及爆炸的邊界條件等因素有關(guān)。爆炸脹形所需的用藥量可按功能狀態(tài)以及爆炸的邊界條件等因素有關(guān)。爆炸脹形所需的用藥量可按功能平衡原理，即毛料由初始狀態(tài)到貼模成形這一過(guò)程中所作的變形功等于平衡原理，即毛料由初始狀態(tài)到貼模成形這一過(guò)程中所作的變形功等于炸藥用于爆炸勝形的有效能這一原理來(lái)計(jì)算，即：炸藥用于爆炸勝形的有效能這一原理來(lái)計(jì)算，即：0012SQK Kq 式中 Q用藥量，kg； 毛料在動(dòng)載作用下的屈服極限，近似取靜載荷屈服極

56、限的兩倍；0 毛料圓周方向上的平均應(yīng)變； S0毛料的初始面積； 毛料的初始厚度； q每公斤炸藥的能量； 炸藥的能量利用率，一般為1315%； K1傳壓介質(zhì)系數(shù)。水K1 = 1.0；砂K1 = 4.0； K2工藝系數(shù)，抽成真空成形時(shí)K2 = 1.0；水井中成形時(shí)K2 = 0.80.9。 4反射板反射板 反射板的作用是在爆炸脹形過(guò)程中，毛料的某反射板的作用是在爆炸脹形過(guò)程中，毛料的某些部位距離藥包太遠(yuǎn)，所受的載荷不足以使毛料成些部位距離藥包太遠(yuǎn)，所受的載荷不足以使毛料成形，設(shè)置反射板是形，設(shè)置反射板是增大脹形的壓力增大脹形的壓力。反射板一般裝。反射板一般裝置在毛料的上面，因此它的參數(shù)影響毛料在成形

57、過(guò)置在毛料的上面，因此它的參數(shù)影響毛料在成形過(guò)程中的排氣和成形狀態(tài)。例如，反射板重量太輕程中的排氣和成形狀態(tài)。例如，反射板重量太輕時(shí)，零件形成收口；反射板與脹形裝置間的間隙太時(shí)，零件形成收口；反射板與脹形裝置間的間隙太小，則會(huì)造成憋氣；反射板的直徑若小于?？谥毙?，則會(huì)造成憋氣；反射板的直徑若小于?？谥睆?，下落時(shí)會(huì)砸傷零件。徑，下落時(shí)會(huì)砸傷零件。 三、爆炸合成三、爆炸合成 （一）概述（一）概述 爆炸沖擊波作用時(shí)產(chǎn)生高壓和溫升，其作用時(shí)間很短，爆炸沖擊波作用時(shí)產(chǎn)生高壓和溫升，其作用時(shí)間很短，在材料中產(chǎn)生在材料中產(chǎn)生很高的應(yīng)變率很高的應(yīng)變率，這樣就會(huì)使由活性物質(zhì)組成的，這樣就會(huì)使由活性物質(zhì)組成的混合

58、物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，也可能使純物質(zhì)發(fā)生混合物產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，也可能使純物質(zhì)發(fā)生相變相變。通過(guò)爆炸。通過(guò)爆炸的方法合成新材料一直是一個(gè)前沿的熱門(mén)研究課題，這方面的方法合成新材料一直是一個(gè)前沿的熱門(mén)研究課題，這方面研究最多和最成功的是一些超硬材料如金剛石和致密相氮化研究最多和最成功的是一些超硬材料如金剛石和致密相氮化硼的爆炸合成。硼的爆炸合成。 最早通過(guò)爆炸沖擊波合成的化學(xué)合成物是鋅一鐵素體。最早通過(guò)爆炸沖擊波合成的化學(xué)合成物是鋅一鐵素體。其后不久在具有理想配合比的鈦碳混合粉末的爆炸燒結(jié)中觀其后不久在具有理想配合比的鈦碳混合粉末的爆炸燒結(jié)中觀察到碳化鈦的形成。隨后發(fā)現(xiàn)當(dāng)用三硝基苯甲硝胺對(duì)乙炔碳察到碳化鈦

59、的形成。隨后發(fā)現(xiàn)當(dāng)用三硝基苯甲硝胺對(duì)乙炔碳黑和鎢或鋁粉等的混合物進(jìn)行爆炸壓制后，生成了碳化鎢或黑和鎢或鋁粉等的混合物進(jìn)行爆炸壓制后，生成了碳化鎢或碳化鋁等金屬碳化物。碳化鋁等金屬碳化物。 鈦酸鋇是廣泛用來(lái)制造壓力傳感器的材料，對(duì)鈦酸鋇是廣泛用來(lái)制造壓力傳感器的材料，對(duì)氧化鈦氧化鈦和和碳酸鋇碳酸鋇的混合物進(jìn)行爆炸沖擊可以合成鈦酸鋇。通過(guò)爆炸沖的混合物進(jìn)行爆炸沖擊可以合成鈦酸鋇。通過(guò)爆炸沖擊作用于相應(yīng)組分還可用來(lái)合成超導(dǎo)化合物，已有研究表?yè)糇饔糜谙鄳?yīng)組分還可用來(lái)合成超導(dǎo)化合物，已有研究表明，爆炸合成的超導(dǎo)合金的轉(zhuǎn)變溫度比用普通方法制成的合明，爆炸合成的超導(dǎo)合金的轉(zhuǎn)變溫度比用普通方法制成的合金要低，

60、而且爆炸合成的超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變范圍也要大一些。金要低，而且爆炸合成的超導(dǎo)材料的轉(zhuǎn)變范圍也要大一些。 氮化硅是用于高溫的一種非常重要的材料，它可以用來(lái)氮化硅是用于高溫的一種非常重要的材料，它可以用來(lái)制造燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪葉片和輪盤(pán)等。在對(duì)氮化硅進(jìn)行爆炸沖制造燃?xì)廨啓C(jī)的渦輪葉片和輪盤(pán)等。在對(duì)氮化硅進(jìn)行爆炸沖擊時(shí)，也會(huì)發(fā)生相變。當(dāng)沖擊壓力達(dá)到擊時(shí)，也會(huì)發(fā)生相變。當(dāng)沖擊壓力達(dá)到40GPa時(shí)，時(shí)，a- 會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)闀?huì)轉(zhuǎn)變?yōu)?。 同普通方法制成的材料相比，爆炸合成的材料具有獨(dú)特同普通方法制成的材料相比，爆炸合成的材料具有獨(dú)特的性質(zhì)。比如，爆炸合成的粒度約的性質(zhì)。比如，爆炸合成的粒度約1mm的碳化鎢顆粒的硬的碳化鎢顆