[发明专利]一种二氧化碳物理爆炸焊接装置及焊接方法

说明书

本发明公开了一种二氧化碳物理爆炸焊接装置，包括倾斜设置的储气主管、设置在所述储气主管下方的套管和设置在所述储气主管与套管之间的爆破片，在所述储气主管内部上方设有发热管，且所述储气主管上方通过充气头与外部设置的液态二氧化碳储罐连接，在所述套管底部设有用于安装复层金属板的安装口，所述复层金属板位于所述基层金属板的正上方；还公开了一种二氧化碳物理爆炸焊接方法。本发明充装和使用效率高，爆破片更换方便，储气主管和套管可重复利用，焊接成本低；操作安全性高，噪音小，对周围环境破化性小，更容易控制。

技术领域

本发明涉及复合材料加工技术领域，具体涉及一种二氧化碳物理爆炸焊接装置及焊接方法。

背景技术

爆炸焊接是一种制造金属包覆材料的技术，也是焊接异种金属的特种焊接技术，目前爆炸焊接能量主要来源于工业炸药，工业炸药爆炸属于化学爆炸，炸药的化学能经过多次和多种形式的传递、吸收、转换及分配之后，在待结合的两个金属界面上形成一薄层具有塑性变形、熔化和扩散结合。化学爆炸瞬间十分的能量巨大，难以精准控制，对周围环境破坏性较大，其本质安全性低，炸药的生产、运输和使用都需要特定的资质，对人员职业化素质要求高。而且对于薄层金属板的爆炸焊接，由于炸药爆炸能量巨大，会出现炸裂、破碎等不良现象。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种二氧化碳物理爆炸焊接装置及焊接方法，解决了现有爆炸焊接安全性低、可靠性差的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种二氧化碳物理爆炸焊接装置，包括倾斜设置的储气主管、设置在所述储气主管下方的套管和设置在所述储气主管与套管之间的爆破片，在所述储气主管内部上方设有发热管，且所述储气主管上方通过充气头与外部设置的液态二氧化碳储罐连接，在所述套管底部设有用于安装复层金属板的安装口，所述复层金属板位于所述基层金属板的正上方。

针对上述技术方案，在储气主管和套管的连接处分别设有吊耳，爆破片夹设在二者之间，然后通过螺栓紧固在一起，方便爆破片的更换，爆破片用来控制爆炸时气体压力的大小。爆炸时气体的压力p=4δτ/d，其中d为爆破片直径，δ为爆破片厚度，τ为爆破片3剪切强度，当剪切强度和直径一定时，可通过改变爆破片厚度来控制二氧化碳物理爆炸时气体的压力。采用二氧化碳气化形成物理爆炸，对环境危害小。

一种二氧化碳物理爆炸焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：

（1）将爆破片放置在储气主管和套管之间，并通过螺栓进行固定；

（2）将复层金属板和基层金属板的待结合面分别进行抛光处理，去除其表面的油污和杂质；

（3）将复层金属板与套管底部的安装口进行胶封固化，并将储气主管固定在外部支撑架上，使复层金属板与基层金属板平行设置；

（4）通过充气头向储气主管中充入液态二氧化碳气体，发热管通电产生热量，使液态二氧化碳气化，压力升高，当储气主管内气体压力超过爆破片所能承受的压力时，爆破片破裂，高压二氧化碳气体进入到套管内，并作用于复层金属板，驱动复层金属板高速向下运动与基层金属板发生斜碰撞，高速斜碰撞使复层金属板与基层金属层焊合在一起。

优选的，所述复层金属板与基层金属板之间的间距为复层金属板厚度的0.5-2倍。

优选的，所述复层金属板厚度为0.5-2mm，所述基层金属板的厚度不小于复层金属板厚度的两倍。

本发明的有益效果是：

本发明结构简单，充装和使用效率高，爆破片更换方便，储气主管和套管可重复利用，焊接成本低；操作安全性高，相对于传统的炸药爆炸焊接，二氧化碳的生产、运输、使用更加安全，不需要专用设备和特殊维护；噪音小，对周围环境破化性小，更容易控制。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。