本發明屬于爆炸焊接技術領域，具體涉及一種基于雙面爆炸焊接的防護罩及裝藥結構。

背景技術：

爆炸焊接是利用炸藥爆炸強大的做功能力，推動復板高速運動，撞擊基板。在強大的撞擊壓力下，基板和復板界面金屬表現為流體特性，金屬原子相互流動滲透，待冷卻后互相咬合在一起，從而實現冶金結合。經過幾十年以來的發展，目前幾乎能實現任意金屬間的爆炸復合。由于爆炸復合板綜合了二種或多種金屬的優點，所以其有著性能優異、價格低廉的特點。并且相比于其他復合材料，爆炸復合操作簡單、復合成本較低，適于大規模生產，所以其產品已廣泛運用在工業生產中。但傳統的爆炸焊接多通過直接在覆板上鋪設炸藥，炸藥的上端裸露在空氣中，即只利用了炸藥一端的能量，所以炸藥能量利用率很低，同時大量的能量傳入空氣中，會造成很大的噪聲污染。

近年來，中國專利ZL201410396067.1公開了一種雙立式爆炸焊接自鎖式防護安裝裝置，提高了爆炸焊接的安全性能和焊接質量。中國專利ZL201310282589.4公開了一種基于蜂窩結構炸藥的雙面爆炸焊接技術，盡管能提高炸藥的能量利用率，但蜂窩鋁結構炸藥制造困難，價格較貴，并不適合在工程上大量使用。且工程上爆炸焊接作業時多采用露天爆破，或在焊接裝置上用土堆進行覆蓋，不僅工序復雜，炸藥能量利用率低，而且爆炸完成后將產生大量的粉塵和噪音，造成嚴重的環境污染。而對于雙面焊接來說，這會使得上層復合板飛行在爆炸載荷作用下飛行遠達數十米到幾百米的距離，存在著很大的安全隱患。

技術實現要素：

本發明的目的是針對現有爆炸焊接技術危險系數高、炸藥能量利用率低，工作效率不高及環境破壞嚴重等缺點，設計了一種結構簡單、高安全性、可重復使用的爆炸焊接防護罩及一種高效率、高能量利用率、經濟的裝藥結構。

本發明的目的由以下技術方案實現：

一種基于雙面爆炸焊接的防護罩，它由外殼、緩沖層和約束網三層結構組成，其中外殼和約束網邊界連接在一起，緩沖層填充在外殼和約束網中間的空隙處；

所述的外殼是由圓柱殼和亞半球殼組合而成的“弓形結構”，材料可以是金屬或其他抗沖擊材料，且在其頂部設有吊鉤，以方便起吊，在其四周開有小孔以便導爆管連接；在圓柱殼和亞半圓殼的交界處連接有約束網；在約束網和亞半圓殼之間形成一個空腔，在空腔里布置有緩沖層。

其中，所述的緩沖層是由高能量吸收率的緩沖材料堆積而成。

其中，所述的約束網是由高強度金屬或非金屬網狀結構組成。

還提供一種基于雙面爆炸焊接的裝藥結構，所述的裝藥結構包括約束盒，支撐柱和炸藥，其中支撐柱均勻的布置在約束盒的內壁，然后將炸藥鋪滿所有空腔，并將炸藥的上下表面分別與上下復板貼合。

其中，所述的約束盒其邊長和復板邊長一致，高度和炸藥高度一致。

其中，所述支撐柱是由鋁或其他金屬卷制的“8”字型柱殼，即將鋁片從二端沿相反的方向分別卷制而成。

其中，將炸藥填入設置有支撐殼的紙盒中，組成結構裝藥，其上下表面分別與二塊復板貼合。

本發明的工作原理是在炸藥的四周設置的支撐殼不僅起著支撐上復板，避免炸藥被壓死從而難以起爆的作用，同時也使得炸藥四周存在著強約束，使得炸藥在邊界爆轟增強，從而提高了炸藥的能量利用率，減小了爆炸焊接中的邊界效應。而炸藥起爆后上層復合板帶著強大的動能向上飛行，撞擊防護網，其能量被緩沖層所吸收。同時大量的爆轟產物膨脹作用于外殼，其能量轉換為外殼的變形能和動能，從而減小了安全隱患和環境污染。

本發明的優點：

1、本發明所設計的防護罩為爆炸加工提供了一個密閉環境，克服了環境對爆炸作業的限制。極大的降低了噪聲污染，約束了上層復合板和破片運動，提高了爆炸作業的安全性，為工人們提供了一個安全舒適的工作環境；而且該防護罩可以重復使用，操作簡單，避免了傳統爆炸焊接中堆土覆蓋的復雜工序和粉塵污染。

2、本發明所設計的裝藥結構對炸藥的各向都進行了約束，不僅降低了炸藥起爆的臨界直徑，提高了能量利用率，減小了爆炸焊接中的邊界效應，而且操作簡單，減小了炸藥的使用量，具有很大的經濟效益。

3、本發明所設計的“8”字型柱殼支撐殼可用于二塊復板間支撐，也可用于基復板間的支撐，其制造簡單，不易發生曲屈和失穩，能承受較大的載荷，且易于空氣的排出，對該處復合板質量影響較小。

附圖說明

圖1是本發明約束罩和爆炸焊接裝置示意圖；；

圖2是本發明裝藥結構示意圖；；

圖3是本發明“8”字型柱殼支撐殼示意圖；；

圖中各圖號構件名稱為：1-約束罩圓柱殼；2-約束罩亞半球殼；3-約束罩吊鉤；4-約束罩緩沖層；5-約束罩防護網；6-下基板；7-支撐殼；8-下復板；9-炸藥；10-上復板；11-上基板；12-雷管；13-地基；14-炸藥；15-支撐殼；16-約束盒。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明做進一步說明。

一種基于雙面爆炸焊接的防護罩，它由外殼、緩沖層和約束網三層結構組成，所述的外殼是由圓柱殼和亞半球殼組合而成的“弓形結構”，其尺寸由板材的大小和厚度決定，材料可以是金屬或其他抗沖擊材料，且在其頂部設有吊鉤，以方便起吊，在其四周開有小孔以便導爆管連接。在圓柱殼和亞半圓殼的交界處連接有約束網，其中，所述的約束網為高強度網狀結構，優選的是鐵絲網或鋼絲網。在約束網和亞半圓殼之間形成一個空腔，在空腔里布置有緩沖層，所述的緩沖層由緩沖材料堆積而成，這里緩沖材料由多孔材料組成(如泡沫鋁、泡沫塑料)，優選的是廢舊的輪胎。

此外，本發明還提供了一種基于雙面焊接簡易、高能量利用率的裝藥結構，所述的裝藥結構包括約束盒，支撐殼，炸藥。其中所述的約束盒其邊長和復板邊長一致，高度和炸藥高度一致，其材料優選的是紙板或木板。在約束盒的四周均勻的設置有支撐殼，設置間隙大于等于0mm，小于等于20mm。對于大尺寸板材，為防止復板彎曲，還需在約束盒中間或其他位置布置支撐殼。所述的支撐殼是由鋁或其他金屬卷制的“8”字型柱殼，即將鋁片從二端沿相反的方向分別卷制而成，其高度和炸藥高度一致，直徑大于等10mm，小于等于20mm，壁厚大于等于0.5mm，小于等于2mm。將炸藥填入設置有支撐殼的紙盒中，組成結構裝藥，其上下表面分別與二塊復板貼合。所述的炸藥為工業上常用的爆炸焊接炸藥(如乳化炸藥或粉狀硝銨炸藥)。

實施例1

針對不銹鋼和鋼的雙面爆炸焊接，發明了一種防護罩和裝藥結構，其中基板尺寸為2000mm×2000mm×20mm；復板尺寸為2000mm×2000mm×5mm。

參考圖1，雙面爆炸焊接約束罩包括：外殼、緩沖層和約束網。其中外殼材料選擇為鐵，其內徑為3000mm，壁厚為20mm，形狀為圓柱殼和亞半球殼組成的“弓形”結構，其中圓柱殼高為1000mm，亞半球殼高為500mm；緩沖層填充廢舊輪胎；約束網為鋼絲網。

參考圖2，雙面爆炸焊接裝藥結構包括：約束盒、支撐殼和炸藥。這里約束盒選擇為紙盒，其邊長為復板邊長2000mm，壁厚為5mm，高度為10mm；沿著約束盒內壁，緊密的設置有支撐殼，由于板材尺寸較大，為防止復板彎曲，在約束盒中間也相應布置有支撐殼。這里支撐殼為鋁片卷制的“8”字型柱殼(圖3)，其壁厚為1mm，高度為10mm；炸藥為粉狀硝銨，密度為0.8g/cm³，厚度為10mm，其上下表面分別與上下復板貼合。

爆炸完成之后，經超聲波檢測，上下二塊復合板均滿足標準。上層復合板在高速飛行一段距離后與約束罩相撞，其能量被緩沖層吸收，板材和約束罩都保存完好。對于傳統爆炸焊接方法，針對該不銹鋼和鋼的爆炸焊接，其炸藥厚度為20mm，且一次只能復合一塊復合板，而采用了本發明的裝藥結構，炸藥厚度降低了10mm，且每次復合二塊復合板，所以能量利用率提高了4倍；同時由于邊界支撐的約束作用，減小了邊界稀疏波的影響，復合板的邊界效應得到明顯的改善。

盡管上面已對本發明說明性的具體實施方式進行了描述，以便于本技術領域的技術人員理解本發明，但應該清楚，本發明不限于具體實施方式的范圍，對本技術領域的普通技術人員來講，只要各種變化在所附的權利要求限定和確定的本發明的精神和范圍內，這些變化是顯而易見的，一切利用本發明構思的發明創造均在保護之列。