爆炸焊接是指利用炸藥爆炸的能量使兩塊異性金屬板溶接在一起的加工工藝。有點焊和線焊兩種形式，也稱爆炸壓焊。主要用於內部壓力和溫度變化不大的反應槽和貯槽複合板材的焊接。
基本介紹
- 中文名：爆炸焊接
- 外文名：explosive welding
- 起源時間：1944年
- 能源：炸藥的化學能
- 套用：石油、化工、造船、電力等領域
- 學科：冶金學
發展歷史,能源,缺陷,安全防護,套用,
發展歷史
在彈片與靶子的撞擊中，人們觀察到了金屬之間發生劇烈碰撞時的固相冶金結合現象，但最早記入文獻的與爆炸焊接密切相關的實驗是美國的Carl提供的。1944年，Carl第一個觀察了由炸藥爆炸引起的金屬材料在高速碰撞下的固相焊接；1947年，Deri.bas展現了典型的爆炸焊接複合板結合界面的顯微照片；1957年，美國的Phillipchuk成功地實現了鋁和鋼的爆炸焊接，從此人們承認了爆炸焊接技術在金屬構件連線和金屬材料複合中潛在的實用性，並開始了漸趨廣泛的理論研究和工程實踐。
20世紀60年代中期以後，美、英、日、蘇聯等國先後開始了爆炸焊接產品的商業性生產。60年代末，我國也相繼開始了爆炸焊接的試驗和生產。自20世紀80年代初《爆炸加工》一書出版以來，爆炸焊接的理論研究和工程實踐在我國得到蓬勃發展。
爆炸焊接技術及爆炸焊接複合材料已廣泛套用於石油、化工、造船、電力、航空、航天、製鹽、制鹼、冶金、原子能、採掘、運輸及機械製造等各個領域之中，爆炸焊接理論與技術的發展開闢了日益廣闊的前景。
能源
任何金屬的焊接，都需要某種形式的能源，例如，機械能、電能、熱能、光能和化學能等。這些能源在金屬焊接的時候，都會發生一定形式的轉換。如在電弧焊的過程中，藉助於電弧，將電能轉換成熱能，造成金屬接觸部分的局部熔化，從而形成金屬原子間結合的基本條件。然而，這些焊接工藝中能量轉換的次數相對來說是不多的，其轉換的過程和金屬間焊接的過程也比較長。就時間而言，以分和秒計。
爆炸焊接的能源是炸藥的化學能。這種化學能在爆炸焊接的過程中，在炸藥——爆炸——金屬系統內將發生多種和多次能量的傳遞、吸收、轉換和分配，最後形成金屬之間的焊接接頭。不難發現這種能量轉換的過程是十分複雜的。儘管如此，這種過程始終是依次和有條不紊地進行著。特別應當指出的是，爆炸焊接能量轉換的過程，像爆炸焊接過程一樣十分短暫，在時間上以微秒計。
爆炸焊接中使用的炸藥多為銨鹽類和銨油類的低速混合炸藥，它們易得、廉價、安全和使用方便。
缺陷
應當指出，爆炸焊接也有其缺點、不足和局限性。
首先，在掌握炸藥這種危險性物質的使用規律之前，人們往往存在一定的恐懼感。這是阻礙這門學科發展的心理障礙。
其次，爆炸聲響和震動是不受人們歡迎的。
第三，這種工藝的實施多在野外進行，難免受氣候和天氣的影響。
第四，難於實現自動化，在機械化程度不高的時代，體力勞動的強度還是比較大的。
第五，難於套用到有突變截面的材料的焊接，大厚度覆層的焊接也較難。
第六，對於複合板的爆炸焊接來說，面積不能無限大；覆層的厚度不能太厚，基層的厚度不能太薄。
第七，對於強度高和塑性低的材料，焊接強度較低；衝擊韌性低的材料在常溫下爆炸容易脆裂。
第八，這門學科的理論基礎還存在嚴重的不足。特別是在爆炸載荷下金屬材料在高壓、高速、高溫和瞬時的塑性變形過程中的性態還研究得不夠，結合區的微觀組織和性能也研究得不充分，等等。因而，爆炸焊接的機理還未徹底揭露。
安全防護
爆炸焊接工作中要使用炸藥，而炸藥是一種高能量的物質。這種物質利用得好，將做有用功，否則會產生很大的破壞作用，甚至造成人員傷亡和財產損失。因此，爆炸焊接工作的安全問題十分重要。
這個問題存在在炸藥的運輸、儲存和使用的全過程中。因此，在該過程中處處和事事都得小心謹慎。炸藥和其他火工用品的購買、運輸、儲存和使用，國家有關部門和單位都有嚴格的規定和管理制度。必須注意的事項強調如下：
①爆炸場地應設定在遠離建築物的地方。距爆炸點的安全距離，對於建築物來說大於1000 m，對於人體來說為100~300 m。
③所有工作人員必須遵守國家有關的政策法令，接受公安和保衛部門的監督，接受工種訓練和考核，並領取操作證。
④炸藥和原材料、雷管和工作人員均需分車運輸，嚴禁炸藥和雷管同車裝運。
⑤所有工作人員在當班班長和安全員的指揮下進行工作，現場操作按預定的工藝規程進行。特別是雷管和起爆器應自始至終由一人保管及使用，決不可兩人或多人保管和使用。
⑥工藝安裝完畢，待所有人員和備用物件撤至安全區後方能引爆炸藥。引爆前發出預定信號，使所有人員作好防聲、防震和安全準備。
⑦炸藥爆炸3 min後，工作人員方能進入現場檢查處理，以防瞎炮或其他安全隱患。
⑧嚴禁將火種火源帶人工作現場。
⑨爆炸工作每告一段落，進行一次安全總結，查找事故苗頭和堵絕隱患。
爆炸焊接生產中通常使用低爆速的混合炸藥，如銨鹽炸藥或銨油炸藥。前者由硝酸銨和一定比例的食鹽組成，後者由硝酸銨和一定比例的柴油組成。僅使用少量的梯恩梯作為引爆炸藥。
套用
爆炸焊接和爆炸複合材料的套用範疇可概括為兩個主要方面：
第一，爆炸焊接作為一種金屬焊接的新工藝和新技術，是迄今已知的焊接工藝和技術所無法比擬的。其實，只要金屬材料具有一定的塑性和衝擊韌性，它們就能在常溫下任意組合地爆炸焊接起來。即使塑性和衝擊韌性低的材料，利用熱爆方法也能將它們焊接起來。
對於金屬材料的焊接來說，各種新能源的利用，將促進焊接技術的發展。炸藥這個巨大能源的利用，使爆炸焊接成為這個領域中新開闢的一種焊接新技術。
第二，爆炸焊接是金屬複合材料生產的新工藝和新技術，這是它最大的用途。特別是爆炸焊接和各種壓力加工、機械加工工藝聯合起來之後，將使其他複合材料的生產方法和工藝黯然失色。無論在品種、規格、產量、質量、市場、成本和效益上，爆炸焊接都具有明顯的優勢。實踐證明，爆炸複合材料領域是材料科學體系的豐富和擴展，爆炸複合材料是一個新的發展方向和前沿之一，還是一支實現材料可持續發展的重要方面軍。
