1.一種微差爆炸焊接作業結構,其特征在于:包括引爆場地、安裝在所述引爆場地內的爆炸焊接陣列和用于引爆所述爆炸焊接陣列的引爆器(9),所述引爆器(9)通過電連接線網與所述爆炸焊接陣列連接,所述引爆場地包括炮臺(1)和安裝在炮臺(1)邊緣的保護框(6),所述爆炸焊接陣列包括基板陣列和與所述基板陣列結構相同且對應布設在所述基板陣列上的復板陣列,所述基板陣列由M行N列的基板(2)組成,所述復板陣列由M行N列的復板(4)組成,其中,M和N均為正整數且M≥1,N≥2,基板(2)與復板(4)之間設置有支撐桿(3),復板(4)上設置有雷管(5),雷管(5)的數量與復板(4)對應相等且為M×N個,復板(4)的邊緣安裝有用于圍欄炸藥(8)的藥框(7),所述炸藥(8)均勻的鋪設在復板(4)上,雷管(5)的一端埋入炸藥(8)內,所述電連接線網為樹狀電連接線網,所述樹狀電連接線網具有一個輸入端和M×N個輸出端;所述樹狀電連接線網的一個輸入端與引爆器(9)相接,所述樹狀電連接線網的M×N個輸出端分別與M×N個雷管(5)相接。
2.按照權利要求1所述的一種微差爆炸焊接作業結構,其特征在于:所述樹狀電連接線網包括分線器和多根電線(11),所述分線器包括主分線器(10-1)和與主分線器(10-1)依次串聯的輔助分線器(10-2),以及M個分別與主分線器(10-1)和輔助分線器(10-2)連接的分支從分線器,所述分支從分線器包括多個依次串聯的從分線器(10-3),引爆器(9)與主分線器(10-1)之間、主分線器(10-1)與輔助分線器(10-2)之間、主分線器(10-1)與從分線器(10-3)之間、輔助分線器(10-2)與從分線器(10-3)之間、兩個從分線器(10-3)之間以及從分線器(10-3)與雷管(5)之間均通過電線(11)連接。
3.按照權利要求1或2所述的一種微差爆炸焊接作業結構,其特征在于:所述M×N個雷管(5)均為毫秒導爆管雷管,M×N個毫秒導爆管雷管呈M行N列的陣列式布設,每一行中的N個毫秒導爆管雷管延時時間均相同,M行毫秒導爆管雷管的延時時間依次延長,相鄰兩行之間的毫秒導爆管雷管的延時時間間隔不小于20ms。
4.按照權利要求3所述的一種微差爆炸焊接作業結構,其特征在于:所述復板(4)為矩形,所述毫秒導爆管雷管設置在復板(4)同側一邊上中心位置,所述M行復板(4)的結構均相同,N列復板(4)由結構相同且連續的a列第一復板(4-1)和結構相同且連續的b列第二復板(4-2)組成,其中,a和b均為非負整數且a+b=N。
5.按照權利要求4所述的一種微差爆炸焊接作業結構,其特征在于:還包括噪聲振動監測器,所述噪聲振動監測器與所述引爆場地的間距為L,L為400m~500m。
6.一種利用如權利要求5所述結構進行爆炸焊接作業的方法,其特征在于該方法包括以下步驟:
步驟一、構建引爆場地:首先,選擇周圍五公里內無人居住的開闊場地,采用挖掘機平整該開闊場地,在該開闊場地中心鋪3米高的細沙與泥土混合物形成爆炸焊接作業場;然后,在爆炸焊接作業場上均勻的鋪設一層厚度不小于100mm且細度為10目的細土,形成炮臺(1);最后,在炮臺(1)邊緣安裝保護框(6);
步驟二、確定爆炸焊接陣列對象:首先,根據實際需求分別確定要焊接的基板(2)和復板(4)的尺寸和材質;然后,根據實際需求確定爆炸焊接陣列的規模;
步驟三、布置炸藥,過程如下:
步驟301、根據公式Qmin=SWg,計算單張復合板起爆藥量Qmin,其中,S為步驟二中基板(2)和復板(4)的尺寸獲取的爆炸焊接面積,Wg為爆炸焊接單位面積所需的藥量且γ為爆炸焊接經驗參數,δ為復板(4)的厚度,ρ為復板(4)的密度;
步驟302、根據公式計算每行復合板起爆藥量
其中,Q0為單響藥量,每行復合板起爆藥量
滿足:
Qimin為每行N個復合板中的第i個復合板的實際起爆藥量且Qimin≥Qmin;
步驟303、鋪設炸藥:首先,篩除或破碎炸藥(8)中的結塊,將粉狀炸藥(8)按照步驟302中計算的實際起爆藥量均勻松散的鋪設在每個復板(4)上;然后,采用刮藥板將炸藥(8)均勻的刮平;
步驟304、炸藥的圍擋:采用藥框(7)對每個復板(4)上的炸藥(8)邊緣圍擋一周;
步驟四、確定復板間距并布置爆炸焊接陣列,過程如下:
步驟401、根據公式計算延遲起爆下爆炸沖擊波前緣與雷管(5)的最小距離Rmin,其中,K為與炸藥起爆環境有關的常數,P0為大氣壓,P為爆炸沖擊波前緣壓力;
步驟402、根據公式R1≥Rmin-h1,確定每行復板的板間間距R1,其中,h1為復板(4)沿行向的邊長;
步驟403、根據公式確定各行復板的行間間距R2,其中,h2為復板(4)沿列向的邊長;
步驟404、布置爆炸焊接陣列:首先,根據步驟402中計算的每行復板的板間間距R1和步驟403中計算的各行復板的行間間距R2的值,選取每行復板的板間間距R1和各行復板的行間間距R2的實際值;然后,根據選取的每行復板的板間間距R1和各行復板的行間間距R2的實際值在所述引爆場地內布置爆炸焊接陣列;
步驟五、布置起爆點并連線樹狀電連接線網:首先,在M×N個復板(4)同側一邊上中心位置確定起爆點安裝位置并添加引爆藥;然后,將M×N個毫秒導爆管雷管分別對應安插在M×N個復板(4)上布放有引爆藥的位置;最后,采用所述樹狀電連接線網將引爆器(9)與M×N個毫秒導爆管雷管連接;
步驟六、爆炸焊接作業及爆炸焊接噪音監測:根據步驟五中設置好的爆炸焊接作業結構,操作引爆器(9)工作,完成爆炸焊接作業,同時,采用與所述引爆場地間距為L的所述噪聲振動監測器監測爆炸焊接作業產生的噪音。
7.按照權利要求6所述的方法,其特征在于:所述保護框(6)的高度不小于兩倍復板(4)的高度,所述復合板為基板(2)與對應的復板(4)爆炸焊接形成的復合板。
8.按照權利要求6所述的方法,其特征在于:步驟二中所述爆炸焊接陣列的規模為基板(2)和復板(4)的焊接數量。
9.按照權利要求6所述的方法,其特征在于:步驟401中爆炸沖擊波前緣壓力P=3P0;步驟五中所述引爆藥為錳炸藥。