爆炸焊概述
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爆炸焊概述页数:33
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十、爆炸焊接页数:21
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压焊电阻焊摩擦焊爆炸焊扩散焊超声波焊页数:4
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典型材料爆炸焊及爆炸焊安全讲解页数:15
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常见的焊接方法页数:13
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几种常见的焊接方法,以及焊接注意事项页数:2
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爆炸焊概述页数:33
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爆炸焊总结
爆炸焊总结引言爆炸焊是一种常见的金属连接技术，通过利用炸药爆炸产生的高能量和高温，将被连接的金属零件迅速熔化并连接在一起。
本文将对爆炸焊技术进行总结，包括其原理、应用范围、优点和缺点。
原理爆炸焊的原理是利用爆炸产生的高能量和高温，使被焊接的金属零件在极短的时间内熔化并连接在一起。
具体的焊接过程如下： 1. 将待焊接的金属零件正确安装在焊接装置上，并确保它们之间的接触面充分清洁和平整。
2. 在焊接装置中放置适量的炸药。
3. 在合适的地方点燃炸药，使其爆炸。
4. 爆炸产生的高能量和高温会将金属零件表面融化，并迅速冷却和固化，实现焊接。
应用范围爆炸焊广泛应用于金属连接领域，特别是在以下情况下表现出优越的性能： -连接材料不同的金属件：爆炸焊可以有效地连接不同种类的金属零件，而不需要额外的填充材料。
- 连接不同形状的金属件：由于焊接过程是通过高能量和高温来实现的，因此形状复杂的金属零件也可以很容易地进行连接。
- 连接大尺寸的金属件：爆炸焊可以在短时间内完成焊接，并且不受金属件尺寸的限制，因此非常适合连接大尺寸零件。
- 高强度连接要求：爆炸焊能够在焊接过程中在金属表面生成高压力，从而实现高强度的连接。
优点爆炸焊相比传统的焊接方法具有以下优点： 1. 快速：爆炸焊是一种非常快速的焊接方法，焊接时间通常只需要几毫秒到几十毫秒，因此可以大大提高生产效率。
2. 不需要填充材料：由于焊接过程中产生的能量和温度足以将金属零件连接在一起，因此不需要额外的填充材料，简化了焊接流程。
3. 不受材料限制：爆炸焊可以连接不同种类和形状的金属零件，并且可以连接大尺寸零件。
4. 高强度连接：爆炸焊在焊接过程中产生的高压力可以实现高强度的连接，焊缝强度通常比传统焊接方法更高。
缺点尽管爆炸焊具有许多优点，但它也存在一些缺点： 1. 安全性问题：爆炸焊需要使用炸药作为能量源，因此在操作过程中需要特别注意安全措施，以防止意外发生。
压焊-爆炸焊
炸药数量可采用经验公式来计算
Wg BC
0 .6
0 .2 s
h0
0 .5
式中 h0—覆板与基板的安装间隙，cm； Wg—覆板单位面积上布放的药量，g/cm2； ρ—覆板的密度（g/cm3）； δ—覆板的厚度（cm）； —覆板金属材料的屈服强度（MPa）； B、C—计算系数， B在0.05～3.0内选择， C在0.5～2.5内选择。
爆炸焊接
爆炸焊接是美国的卡尔在1944年提出的， 他在一次炸药爆炸试验中偶然发现，两片 直径约1英寸、厚度为0.035英寸的黄铜圆 薄片，由于受到爆炸的突然冲击而被焊在 一起。1957年，美国的弗立普杰克第一次 把爆炸焊接技术引入到工业工程应用上， 在美国成功地实现了铝与钢的爆炸焊接。 此后经过各个国家的不断能力，爆炸焊接 技术已经广泛地得到应用。
表面状态与形成物理接触面积有关，对焊接 质量有非常重要的影响，焊前一定要进行表 面清理以保持金属表面尽可能的清洁和具有 一定的粗糙度。实验结果表明，表面质量越 高，焊接质量越好，可焊范围越大。粗糙的 表面既难于形成波形界面又易于熔化而形成 金属间化合物的中间层，因此应合理选择表 面粗糙度。
变形焊
爆炸焊接结合区特征
a)波浪形结合区 b）连续熔化型结合区 c）混合型结合区
材料的焊接性
爆炸焊主要用于同种金属材料、异种金属 材料、金属和陶瓷的焊接，特别是材料性 能差异大而用其他方法难以实现可靠焊接 的金属（如铝和钢、铝和钽等）、热膨胀 系数相差很大的材料（钛和钢、陶瓷和金 属等）、活性很强的金属（如钽、锆、铌 等）。实际上，任何具有足够强度和塑性 并能承受工艺过程所要求的快速变形的金 属，都可以进行爆炸焊接。
第六章 爆炸焊1
爆炸焊
利用炸药轰炸能量，驱动焊件做高速倾斜碰撞，使其
界面实现冶金结合的特种焊件方法。 界面没有或仅有少量熔化，无热影响区，属固相焊接。
适用广泛，有良好的焊接性和力学性能。主要用于制
造金属复合材料和异种金属的焊接。
爆炸焊接的特点
1 学科上的特点 2 能源上的特点 3 工艺上的特点 4 焊接上的特点 5 性能上的特点 6 焊接过渡区上的特点
4焊接上的特点：板，以及异型件都可以爆炸焊接。形状复杂的蜂窝结构、 数十层和数百层金属箔材爆炸焊接成功了。金属与玻璃、塑 料和陶瓷也能爆炸焊接在一起。 5焊接过渡区上的特点：爆炸焊接双金属和多金属的结合区 是基体金属之间的成分、组织和性能的过渡区。直接影响基 体金属之间的结合强度和使用性能。其形成原因、经过和结 果的研究，是这门学科理论研究的重要组成部分。 6性能上的特点：爆炸复合材料的结合强度通常与基材中较 弱者的强度相当。经受得住后续的校平、转筒、切割、焊接、 冲压、旋压、锻压、挤压、拉拔、轧制和热处理，以及爆炸 成形等而不会分层和开裂。
1学科上的特点：界于金属物理学、爆炸物理学和焊接
工艺之间的一门边缘学科。 2能源上的特点：炸药的化学能；这种化学能在爆炸焊 接过程中，在炸药、爆炸、金属系统内将发生多次和 多种形式的能量的转换、吸收、传递和分配，最后形 成金属间的焊接结合。在时间上这个过程以微秒计。 3工艺上的特点：焊接工艺和操作很简单。
第三节 爆炸焊方法及安装工艺
一、爆炸焊方法： 金属材料的形状：板-板、管-管、管-管板、管-棒、异 形件以及金属粉末与板的爆炸焊； 焊接接头的类型：爆炸搭接、对接、斜接和压接；
爆炸焊实施的位置：地面、地下、空中、水下和真空
中的爆炸焊； 一次、
利用炸药轰炸能量，驱动焊件做高速倾斜碰撞，使其
界面实现冶金结合的特种焊件方法。 界面没有或仅有少量熔化，无热影响区，属固相焊接。
适用广泛，有良好的焊接性和力学性能。主要用于制
造金属复合材料和异种金属的焊接。
爆炸焊接的特点
1 学科上的特点 2 能源上的特点 3 工艺上的特点 4 焊接上的特点 5 性能上的特点 6 焊接过渡区上的特点
4焊接上的特点：板，以及异型件都可以爆炸焊接。形状复杂的蜂窝结构、 数十层和数百层金属箔材爆炸焊接成功了。金属与玻璃、塑 料和陶瓷也能爆炸焊接在一起。 5焊接过渡区上的特点：爆炸焊接双金属和多金属的结合区 是基体金属之间的成分、组织和性能的过渡区。直接影响基 体金属之间的结合强度和使用性能。其形成原因、经过和结 果的研究，是这门学科理论研究的重要组成部分。 6性能上的特点：爆炸复合材料的结合强度通常与基材中较 弱者的强度相当。经受得住后续的校平、转筒、切割、焊接、 冲压、旋压、锻压、挤压、拉拔、轧制和热处理，以及爆炸 成形等而不会分层和开裂。
1学科上的特点：界于金属物理学、爆炸物理学和焊接
工艺之间的一门边缘学科。 2能源上的特点：炸药的化学能；这种化学能在爆炸焊 接过程中，在炸药、爆炸、金属系统内将发生多次和 多种形式的能量的转换、吸收、传递和分配，最后形 成金属间的焊接结合。在时间上这个过程以微秒计。 3工艺上的特点：焊接工艺和操作很简单。
第三节 爆炸焊方法及安装工艺
一、爆炸焊方法： 金属材料的形状：板-板、管-管、管-管板、管-棒、异 形件以及金属粉末与板的爆炸焊； 焊接接头的类型：爆炸搭接、对接、斜接和压接；
爆炸焊实施的位置：地面、地下、空中、水下和真空
中的爆炸焊； 一次、
爆炸焊接的安全评估和安全防护措施
定期进行安全检查， 及时发现和消除安全 隐患。
定期进行应急演练， 提高员工应对突发事 件的能力和协作水平 。
制定应急预案，明确 应急组织、救援措施 和资源调配方案。
05
案例分析
爆炸焊接事故案例
01
02
03
事故描述
某工厂在进行爆炸焊接作 业时发生事故，造成人员 伤亡和设备损坏。
事故原因
操作人员未按照安全规程 进行作业，缺乏有效的安 全防护措施。
03
对新员工进行安全管理制度的培训和考核，确保其 了解并遵守相关规定。
员工安全培训与教育
定期开展安全培训和教育活动， 提高员工的安全意识和操作技能
。
对特殊岗位的员工进行专项培训 ，确保其具备相应的安全知识和
应急处理能力。
鼓励员工参与安全培训和教育， 建立安全文化，提高整体安全水
平。
安全检查与应急预案
护措施不足等。
安全防护措施实施案例
防护措施
针对上述安全隐患，制定并实施 一系列安全防护措施，包括更新 设备、规范操作流程、加强员工
安全培训等。
实施效果
经过一段时间的实施，工厂爆炸焊 接作业的安全水平得到显著提升， 事故率大幅下降。
经验总结
安全防护措施是预防事故发生的有 效手段，应定期进行安全评估，不 断完善和更新安全防护措施。
事故教训
应加强安全培训和监管， 确保操作人员熟悉安全规 程，采取必要的安全防护 措施。
安全评估应用案例
评估目的
01
对某工厂爆炸焊接作业进行安全评估，识别潜在的安全隐患。
评估方法
02
采用危险源辨识、风险评估和风险控制等方法，对作业环境、
设备、操作过程等进行全面评估。
定期进行应急演练， 提高员工应对突发事 件的能力和协作水平 。
制定应急预案，明确 应急组织、救援措施 和资源调配方案。
05
案例分析
爆炸焊接事故案例
01
02
03
事故描述
某工厂在进行爆炸焊接作 业时发生事故，造成人员 伤亡和设备损坏。
事故原因
操作人员未按照安全规程 进行作业，缺乏有效的安 全防护措施。
03
对新员工进行安全管理制度的培训和考核，确保其 了解并遵守相关规定。
员工安全培训与教育
定期开展安全培训和教育活动， 提高员工的安全意识和操作技能
。
对特殊岗位的员工进行专项培训 ，确保其具备相应的安全知识和
应急处理能力。
鼓励员工参与安全培训和教育， 建立安全文化，提高整体安全水
平。
安全检查与应急预案
护措施不足等。
安全防护措施实施案例
防护措施
针对上述安全隐患，制定并实施 一系列安全防护措施，包括更新 设备、规范操作流程、加强员工
安全培训等。
实施效果
经过一段时间的实施，工厂爆炸焊 接作业的安全水平得到显著提升， 事故率大幅下降。
经验总结
安全防护措施是预防事故发生的有 效手段，应定期进行安全评估，不 断完善和更新安全防护措施。
事故教训
应加强安全培训和监管， 确保操作人员熟悉安全规 程，采取必要的安全防护 措施。
安全评估应用案例
评估目的
01
对某工厂爆炸焊接作业进行安全评估，识别潜在的安全隐患。
评估方法
02
采用危险源辨识、风险评估和风险控制等方法，对作业环境、
设备、操作过程等进行全面评估。
第六章爆炸焊
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第五节 爆炸焊缺陷
宏观缺陷如下
1.爆炸结合不良 2.鼓包 3.大面积融化 4.表面烧伤 5.爆炸变形 6.爆炸脆裂 7.雷管区缺陷 8.边部打裂 9.爆炸打伤
微观缺陷见于复合材料内部，影响焊接 复合件的力学性能的不均匀。
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1.爆炸结合不良
指爆炸焊接以后，复层与基层之间全部或大部没有结 合，以及即使结合但强度很低的情况。 首先应选择低爆速的炸药，其次是使用足够的炸药量 和适当的间隙距离，此外，采用中心起爆法等能缩短 间隙中气体排除的路程，有利于引爆后气体大部排出。
2.待焊金属材料的清理
手工、机械、化学或电化学的方法对金属材料的待结 合面进行清洁净化。
3.炸药的准备
根据工艺和金属材料形状的要求，选择一定品种、状 态和数量的炸药。
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4.安装
接好地线、搬走所用的工具和物品，撤离工作人员和 在危险区安插警戒旗等。根据药量的多少和有无屏障， 设置半径为25m、50m或100m以上的危险区。
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二、爆炸焊检验
1．非破坏性检验
1）表面质量检验 其目的是对复合件的复层表面及其外观进行质量检查， 如打伤、打裂、氧化、烧伤、翘曲度、尺寸公差和其 他外观情况等。 2）轻敲检验 用手锤对复层各个位置逐一轻敲，以其声响来初步判 断复合材料的结合情况。 3）超声检验 其目的是对复合件的结合情况和结合面积进行定量的 测定。
5
第一节 爆炸焊原理
图6-1 复合板的爆炸焊工艺安装示意图 a）平行法 b）角度法 1-雷管 2-炸药 3-复板 4-基板 5-基础（地面）-安装角 h-间隙 小型试验，平行法和角度法均可，大面积多用平行法.
6
1-炸药 2-保护层 3-复板4-地面 a-基板 Vd-炸的爆轰速度 Vp-复板向基板的 运动速度Vs -撞击点s的移动速度(即 焊接速度)-安装角-撞击角Y-弯折角
请简述爆炸焊的工艺流程
请简述爆炸焊的工艺流程爆炸焊是一种利用爆炸冲击波产生巨大能量的焊接方法，通过爆炸冲击波产生高温和高压，将待焊接构件连接在一起。
其工艺流程主要包括：准备工作、预处理、爆炸焊接、焊后处理等步骤。
1. 准备工作：在进行爆炸焊接前，需要准备相应的设备和材料，包括焊接机器、爆炸片和焊接材料等。
同时，对待焊件进行检查，确保其表面清洁，并清除表面的油脂、氧化物等。
2. 预处理：在进行爆炸焊接前，需要对待焊接构件进行一些预处理。
首先是对焊缝进行加工，确保其形状与尺寸满足要求。
然后需要对焊缝进行除锈处理，将焊缝表面的氧化物、污垢等清除干净。
若焊件表面存在严重的氧化物层，则需要进行除氧处理，以提高焊接的质量。
3. 爆炸焊接：爆炸焊接是通过爆炸冲击波将待焊接构件连接起来的关键步骤。
首先，将待焊接构件放置在焊接机器的工作台上，并保持其位置稳定。
然后，在焊接机器的爆炸腔室中放入爆炸片，并将焊接材料放在待焊接构件的焊缝处。
接着，通过引爆装置引爆爆炸片，产生爆炸冲击波。
爆炸冲击波在瞬间产生高温和高压，将焊接材料瞬间熔化，并将待焊接构件连接起来。
4. 焊后处理：在进行爆炸焊接后，需要进行一些焊后处理，以提高焊缝的质量和耐腐蚀性能。
首先是对焊缝表面进行刮磨，将焊接过程中产生的熔滴、凸起等不良部分去除。
然后对焊缝进行喷砂或抛光，使其表面光滑均匀。
接着，对焊缝进行化学清洗，去除焊接过程中产生的氧化物、油脂等。
最后，进行焊缝的检测，以确保焊缝的质量满足要求。
常用的检测方法包括目测、X射线检测、超声波检测等。
总结来说，爆炸焊的工艺流程包括准备工作、预处理、爆炸焊接和焊后处理四个主要步骤。
这种焊接方法通过利用爆炸冲击波产生的高温和高压将待焊接构件连接在一起，具有焊接速度快、焊接质量高的优点，广泛应用于航空、航天、核工程等领域。
爆炸焊接工艺介绍
1. 金属和合金组合的复合板
2. 双金属管
3. 热交换器的管与管板连接
4. 各种过渡接头
5. 大直径管线
注意事项
1. 材料需有足够的塑性和韧性
2. 低熔点金属不宜用爆炸焊
常见的金属组合
不锈钢/钢，钛/钢，铜及其合金/钢，镍及其合金/钢，铝及其合金钢，铝/铜，锆/钢，银/钢，银/铜等
4. 焊接面积可变，范围大
5. 焊接后材料强度、硬度提高，韧性有所下降
优点
1. 设备简单，生产费用低
2. 适用于大型和难以焊接的金属组合件
3. 结合强度高，界面电阻小
4. 适合工业化生产Fra bibliotek缺点1. 涉及危险物质，操作需谨慎
2. 声响和震动可能不受欢迎
3. 受气候和天气影响
4. 难以实现自动化和机械化
应用
爆炸焊接工艺介绍
类别
详情
定义
利用炸药爆炸产生的冲击力造成工件迅速碰撞而实现焊接的方法
原理
炸药爆炸时产生冲击波，使金属受到高速撞击，在短暂冶金过程中相结合
能源
炸药（通常为铵盐类或铵油类的低速混合炸药）
特点
1. 极短时间内完成，金属整体不承受高温
2. 固态连接，不加填充金属
3. 对材料有广泛适应性，适用于异种金属组合件
2. 双金属管
3. 热交换器的管与管板连接
4. 各种过渡接头
5. 大直径管线
注意事项
1. 材料需有足够的塑性和韧性
2. 低熔点金属不宜用爆炸焊
常见的金属组合
不锈钢/钢，钛/钢，铜及其合金/钢，镍及其合金/钢，铝及其合金钢，铝/铜，锆/钢，银/钢，银/铜等
4. 焊接面积可变，范围大
5. 焊接后材料强度、硬度提高，韧性有所下降
优点
1. 设备简单，生产费用低
2. 适用于大型和难以焊接的金属组合件
3. 结合强度高，界面电阻小
4. 适合工业化生产Fra bibliotek缺点1. 涉及危险物质，操作需谨慎
2. 声响和震动可能不受欢迎
3. 受气候和天气影响
4. 难以实现自动化和机械化
应用
爆炸焊接工艺介绍
类别
详情
定义
利用炸药爆炸产生的冲击力造成工件迅速碰撞而实现焊接的方法
原理
炸药爆炸时产生冲击波，使金属受到高速撞击，在短暂冶金过程中相结合
能源
炸药（通常为铵盐类或铵油类的低速混合炸药）
特点
1. 极短时间内完成，金属整体不承受高温
2. 固态连接，不加填充金属
3. 对材料有广泛适应性，适用于异种金属组合件
爆炸焊接
第十章爆炸焊接第一节概述爆炸焊接是利用炸药爆炸产生的冲击力造成焊件迅速碰撞，使两个金属件的待焊表面实现连接的方法。
爆炸焊接可将用传统方法不能焊接在一起的不同类金属焊接在一起。
例如，钢和铝、钛和钢、铜和钢、钢和铅、铅和铝，用爆炸焊接就可焊在一起。
因为在有些情况下，如果用传统的焊接方法，施加的热会引起两种金属熔化并形成一种脆性合金，使焊接无效。
金属焊接中的困难，如铅的低熔点，用爆炸焊接就能消除。
许多不同金属的无数次爆炸焊接试验都得到了良好的结果。
爆炸焊接的焊缝比熔接焊接的接缝强度高，且热处理材料可以用爆炸焊接而不引起性能的降低。
爆炸焊接基本上是一个“冷”焊过程，因为爆炸焊接中产生的热量可忽略不计且快速散失。
这种特点使爆炸方法适用于焊接硬化加工过的和热处理过的材料而不影响它们的性质。
有些高强度和高硬度材料，如硬化工具钢、钨铬钴硬质合金和铍，因其撞击低强度而不适于爆炸焊接。
第二节爆炸焊接方法爆炸焊接实施的方法通常有五种：平行安装法、夹角安装法、平行—夹角安装法、双夹角安装法和双面敷药法，如图10.1和图10.2所示。
按照爆炸焊接时焊件的布置方式、布药方式、能量传递介质条件及产品结构条件不同，爆炸焊接实施方法略有差异，图10.3为常见的焊件布置、布药、介质条件、产品结构形式及由此带来的不同实施方法。
164(c)平行-夹角安装法(d) 双夹角安装法图10.1 爆炸焊接实施方法及过程165图10.2 多层爆炸焊接的两种方法166图10.3 常见焊件布置、布药、介质条件、产品结构形式167(a)～(h) 搭接；(i)、(j) 对接168图10.4 爆炸焊搭接和对接接头形式爆炸焊接适合于复合面连接，可焊面积范围为6.5cm2～28m2。
基板厚度不受限制，覆板厚度范围为0.025～32mm，可制成各种双层及多层复合板、管、棒材。
爆炸焊接也可用搭接、对接形式实现点焊、缝焊，适合于一些特殊过渡接头的焊接，如图10.4所示。
爆炸焊
材料科学与工程学院
压力焊
Hale Waihona Puke 2020特种焊§3 爆炸焊工艺过程
一、焊前准备 接头设计：可设计成搭接和对接两种。 （一）接头设计：可设计成搭接和对接两种。 （二）被焊材料表面清理 金属射流只能清除几微米至几十微米的氧化膜， 金属射流只能清除几微米至几十微米的氧化膜， 因此，待结合面必须进行必要的清理。 因此，待结合面必须进行必要的清理。接头必须具 有几何形状相同的重叠或紧密配合的结合面， 有几何形状相同的重叠或紧密配合的结合面，表面 粗糙度越小越好，方法有： 粗糙度越小越好，方法有： 砂轮打磨、 砂轮打磨、喷砂或喷丸 、化学清理 、纱布或 钢丝刷打磨 、机械加工、电化学方法等。 机械加工、电化学方法等。 （三）炸药准备 爆炸焊后热处理,消除加工硬化 消除加工硬化。 二、爆炸焊后热处理 消除加工硬化。
材料科学与工程学院 压力焊
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特种焊 2、角度法 、 在安装过程中是复板与基板之间倾斜一 ）。由于间距随爆炸点 定角度 α（称为预置角）。由于间距随爆炸点 （称为预置角）。 位置的变化不断变化， 位置的变化不断变化，因此对于大面积焊件不 能采用，角度法只限于小型工件的复合。 能采用，角度法只限于小型工件的复合。 只限于小型工件的复合
材料科学与工程学院
压力焊
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7
特种焊 2、波状界面结合 、 碰撞速度高于某一临界值时， 碰撞速度高于某一临界值时，形成波状界面结 合。性能比直线结合好，参数选择范围宽。 性能比直线结合好，参数选择范围宽。 波状界面是由直线结合区和旋涡区组成， 波状界面是由直线结合区和旋涡区组成，当基 板和复板密度相近时，波缝两侧都有旋涡； 板和复板密度相近时，波缝两侧都有旋涡；相差较 大时，一侧有旋涡。旋涡内部由熔化物质组成， 大时，一侧有旋涡。旋涡内部由熔化物质组成，又 称熔化槽，呈铸态组织。如果能形成固溶体， 称熔化槽，呈铸态组织。如果能形成固溶体，韧性 好；形成化合物，脆性大。 形成化合物，脆性大。
爆炸焊
⑤为了将边部缺陷引出复合板之外，幵保证边部质量， 常使复板的长、宽尺寸比基板大20~50mm。管与管板 爆炸焊时，管材也应有类似的额外伸出量。
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⑥为了防止烧伤、压痕、起皮、撕裂等缺陷，常用橡 皮、软塑料、有机玻璃、油毡等作炸药与基板之间的 缓冲层。
下面是典型构件爆炸焊的安装示意图
21
22
23
7、爆炸焊的应用及缺陷检验
(2)爆炸焊的产品结构
①复合平板
②圆柱(锥)体的内或外包覆
对于圆棒或实心圆锥体可以进行外包覆，对圆管
或筒体之类产品可以根据需要进行内或外包覆，以获
得具有特殊性能(如耐蚀、耐高温、耐磨等的包覆表面。 这种爆炸焊工艺可以生产双金属构件，也可用作修复 易损构件。
26
③生产过渡接头
接，于是提出了利用爆炸和超声波技术把各种金属焊接 在一起的设想。 随后美国的Philipchuk V第1次把爆炸焊接技术引入 到实际工业中，成功地实现了铝与钢之间的爆炸焊接。
到20世纪60年代刜期，英国、前苏联、联邦德国、
捷克、日本等国也相继开展了对爆炸焊接技术和理论的
研究，使该项技术日趋成熟。
2
爆炸焊的収展
32
⑦其它应用
铝+钢
铜+钢
33
(3)爆炸焊的常见缺陷及防止措施
① 结合不良
指爆炸焊后，复板与基板之间全部或大部分没有 结合，或者即使结合强度甚低。要克服这种缺陷首先 应选用低爆速炸药，其次是使用足够的炸药量和适当 的间隙距离，另外选择好起爆位置，使之能缩短间隙 排气路程，创造有利于排气的条件。 ②鼓包 在复合板上局部位置有凸起，其间充满气体，敲 击时収出“梆梆”声。要消除鼓包除了选择合适炸药 量和间距外，主要注意要造成良好的排气条件。
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LEE MAN (SCETC)
爆炸焊
7
二、爆炸焊的类型、特点及应用
（一）爆炸焊的类型
按接头形式不同： 按装配方式不同：
面焊 线焊 点焊
平行法 角度法
平行法是将两试件平行放置，预留一定的间 隙。爆炸焊接时试件随炸药爆炸的推进依次 形成连接，接头各处的情况基本相同。
角度法是使两试件间存在一个夹角，由两试件间 隙较小处开始起焊，依次向间隙较大处推进，由 于间隙不能过大，故试件的尺寸也不能太大。
直线结合 波状结合
连续熔化结合
LEE MAN (SCETC)该类结合的特点是界面上可见到平直、清晰的结合线，基体金属直 接接触和结合，没有明显的塑性变形或熔化等微观组织形态。形成 这种结合特点的主要原因是撞击速度较低。这种结合形式的爆炸焊 在生产实际中很少采用，因为这种形式的爆炸焊对焊接参数的变化 非常敏感，导致接头质量不稳定和易造成未熔合等缺陷。
爆炸焊
8
此外，按产品形状可分为板-板、管-管、管-板、管-棒、 金属粉末-板爆炸焊；按爆炸的次数可分为一次、二次或 多次爆炸焊，因而有双层和多层爆炸焊之分；按布药特点 可分为单面和双面爆炸焊；按爆炸焊进行的地点可分为地 面、地下、水中、空中和真空爆炸焊等。目前爆炸焊工艺 还可以与常规的金属压力加工工艺和机械加工工艺联合起 来，以生产更大、更长、更薄、更粗、更细和异形等特殊 或极限形状的金属复合材料、零部件及设备。这种联合工 艺是爆炸焊技术的延伸和发展趋势。
复合板一般是焊后状态供货的。焊后必须进行校平。如果在结合界面处 发生的硬化已影响到工程应用，则焊后须进行热处理。若用于制作压力容 器封头，对复合板进行热压成形时，要考虑结合面受温度影响可能产生脆 硬的金属间化合物。例如，钛与钢复合，加热温度不应高于760℃，而不 锈钢与碳素结构钢的复合则无此要求。
对圆棒或实心圆锥体可以进行外包覆，对圆管或筒体之类产品可 以根据需要进行内或外包覆，以获得具有特殊性能（如耐蚀、耐 高温、耐磨等）的包覆表面。这种爆炸焊工艺可以生产双金属焊 件，也可用来修复易损构件。
一、爆炸焊的基本原理
爆炸焊
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爆炸焊接是美国的卡尔在1944 年提出的，他在一次炸药爆炸试验
中偶然发现，两片直径约1英寸 （ 1英寸＝0.0245m)、厚度为 0.035 英寸的黄铜圆薄片，由于受 到爆炸的突然冲击而被焊接在一起。 1957年，美国的弗立普杰克成功地 实现了铝和钢的爆炸焊。此后经过 焊接工作者的不断努力，爆炸焊接 技术已经得到广泛的应用。
LEE MAN (SCETC)
爆炸焊
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（5）利用爆炸焊制造铜的六角形蜂窝结构
制造工艺是在铜管内同时爆炸压紧和焊接一束镀铜的铝 丝，然后用苛性钠把铝完全从结构中溶解掉，最后剩下的 便是铜六角形蜂窝结构。
LEE MAN (SCETC)
爆炸焊
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第二节 爆炸焊工艺
一、爆炸焊工艺流程 （一）焊前准备
接头设计
LEE MAN (SCETC)
爆炸焊
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（三）爆炸焊的应用
爆炸焊接主要用于制造金属复合板材，使其表面或覆层具有某种特殊的性能； 也可以用于异种材料（异种金属、陶瓷与金属等）过渡接头，使其具有良好 的力学性能、导电性能和耐腐蚀性能等。
1.可焊接的金属材料
爆炸焊主要用于同种金属材料、异种金属材料、金属与陶瓷的焊接，特 别是材料性能差异大而用其他方法难以实现可靠焊接的金属（铝和钢、铝和 钽等）、热膨胀系数相差很大的材料（钛和钢、陶瓷和金属等）、活性很强 的金属（如钽、锆、钼等）。实际上，任何具有足够强度和塑性并能承受工 艺过程所要求的快速变形的金属，都可以进行爆炸焊接。
当撞击速度高于某一临界值时，接头的结合区呈现有规律的连续波浪 形状，界面形成或大或小的不连续漩涡区，漩涡内部由熔化物质组成， 又称熔化槽，呈铸态组织。前漩涡以基板成分为主，后漩涡以覆板成 分为主。如漩涡内材料形成固溶体，则呈韧性；如形成金属间 化合物，则脆性增大。良好的焊接结合面应由均匀细小的波纹组成， 熔化槽呈孤立隔离状态。
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爆炸焊
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（一）爆炸焊焊接过程及原理
引爆炸药
安装炸药、雷管和焊件
爆轰波
自左向右爆轰
塑性流动和高速射流
清理
强烈塑性变形
金属净面接触
冲击动能转换成热能
高温高压
金属温度升高并熔化
金属原子扩散通过金属键形成接头
炸药化学能的大部分转换成高速运动的爆轰波和爆炸产物的动能
炸药爆炸的爆轰速度： 1500～3500m/s 瞬间释放的化学能产生的压力： 700MPa 局部瞬时高温：3000℃ 冲击波的速度： 500 ～1000m/s
表面清理
虽然爆炸焊时形成的金属射流能清除金属表面的氧化膜，但其清
除薄膜厚度只有几微米至几十微米，更厚的锈蚀和氧化层无法彻底 清除，将影响结合性能，故安装前应将待焊面上的污物除去，常用 的清理方法有化学清洗、机械加工、打磨、喷砂和喷丸等。
当天清理焊件，当天就进行爆炸焊。若当天不能进行焊接，则应 对焊件进行油封，爆炸焊前再用丙酮等将焊件擦拭干净。
当界面撞击速度和角度过大时，就会产生大漩涡，甚至形成一个连 续的熔化层。这种大漩涡或熔化层如果是固溶体，一般不会对接头 强度带来损害。但如果形成脆性的金属间化合物，则接头就会变脆， 而且在其内部常常含有大量缩孔和其他缺陷，所以必须避免能形成 连续熔化层结合的焊接操作。
爆炸焊
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图7-3 爆炸焊结合特征 a)波状结合区 b)连续熔化层结合 c)混合性结合区
可焊接尺寸范围 很宽的各种零件
可以焊接面积范围为13～28m2的各种零件。爆炸焊接时，若基板 固定不动，则其厚度不受限制，覆板的厚度为0.03 ～32mm，即 所谓包覆比很高。
可以进行双层、多层复合板的焊接，也可以用于各种金属的对接、搭接焊缝与点焊
爆炸焊工艺比较简单，不需要复杂设备，能源丰富，投资少，应用方便。
爆炸焊
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第七章 爆炸焊
教学目标： 1. 了解超爆炸焊的原理、工艺特点、分类及 应用范围； 2. 熟悉爆炸焊的设备与工艺，了解爆炸焊的 基本操作与安全知识。
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爆炸焊
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第一节 爆炸焊概述
爆炸焊（Explosive Welding，EW）---是以炸药作 为能源，利用爆炸时产生的冲击力，使焊件发生剧烈碰 撞、塑性变形、熔化及原子间相互扩散，从而实现连接 的一种压焊方法。属固相焊接 。
爆炸焊时被焊金属间高速射流呈直线喷射，因此一般只用于平 面或柱面结构的焊接，如板与板、管状构件、管与板等的焊接； 复杂形状的构件受到限制。同时，覆层的厚度不能太厚，基层 的厚度不能太薄。若在薄板上施焊，需附加支托。
爆炸焊大多在野外露天作业，机械化程度低、劳动条件差，易受气候条件限制。
产生噪声和气浪
爆炸焊时产生的噪声和气浪，对周围环境有一定影响。虽然可 以进行水下、真空或埋在沙子下进行爆炸，但要增加成本。
被焊材料的表面清理
1.接头设计
炸药的准备
按焊件类型
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板-板
管-管 按产品及工艺要求
管-板
对接 搭接
基板越厚，基板 与覆板的厚度比 越大，越容易焊 接，爆炸复合质 量容易保证。若 基板与覆板的厚 度相同，则爆炸 复合较困难。一 般要求基覆比大 于2。
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2.被焊材料的表面清理
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爆炸焊接是以炸药为能源的
压力焊、熔化焊和扩散焊 “三位一体”的金属焊接新 工艺、新技术。形成了包括金 属塑性变形特征、熔化特征和 原子间相互扩散特征的结合 区 ，及焊接接头
爆炸焊
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（二）爆炸焊界面的结合特点
根据不同爆炸焊接条件下，两金属材料之间不同的冶金结合形式：
焊缝是在两层或多层同种或异种金属材料之间，在零点几秒短暂 的爆炸过程中形成的。20世纪50年代末，国外开始了对爆炸焊较为 系统的研究。我国从1963年开始爆炸焊的试验研究，经过几十年的 发展，爆炸焊技术及其产品已应用于石油化工、造船、原子能、宇 航、冶金和机械制造等工业部门。
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1.优点
可形成高强度冶 金结合焊缝
（二）爆炸焊的特点
爆炸焊可在同种金属或异种金属之间形成一种高强度的冶金结合 焊缝。例如 Ta（钽）、Zr(锆）、AI、Ti、Pb（铅）等与碳素结构 钢、合金钢、不锈钢的连接，用其他焊接方法难以实现，用爆炸 焊则容易实现，这主要是因为爆炸焊能把脆性化合物层减小至最 低限度甚至不产生脆性金属层。
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2.可焊接的产品结构 爆炸焊的产品多是结合面具有平面或圆柱面的简单结构。
复合平板
圆柱（锥）体 的内或外包覆
生产过渡接头
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可以进行双层或多层复合。如把不锈钢板、铜板、钛板、铝板等焊到普 通的钢板上。基板的厚度一般不受限制，因被爆炸冲击波加速，覆板厚度 受到限制。
材料在同样的试验条件下则完好无损。快速寿命试验的结 果表明，镀铂试样在水和浓盐酸中煮沸1次即起皮，2次有 脱落，3次则完全脱落。而爆炸焊试样在煮沸30次后仍未脱 落。
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2.缺点
爆炸焊
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要求被焊材料有 韧性和抗冲击能
力
只能用于平面或柱 面结构的焊接
被焊的金属材料必须具有足够的韧性和抗冲击能力，以承 受爆炸的冲击力和剧烈碰撞，屈服强度大于690MPa的高强 度合金难以进行爆炸焊。
爆炸焊
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此外，用爆炸焊方法获得的金属复合材料比其他方法获
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二、爆炸焊的类型、特点及应用
（一）爆炸焊的类型
按接头形式不同： 按装配方式不同：
面焊 线焊 点焊
平行法 角度法
平行法是将两试件平行放置，预留一定的间 隙。爆炸焊接时试件随炸药爆炸的推进依次 形成连接，接头各处的情况基本相同。
角度法是使两试件间存在一个夹角，由两试件间 隙较小处开始起焊，依次向间隙较大处推进，由 于间隙不能过大，故试件的尺寸也不能太大。
直线结合 波状结合
连续熔化结合
LEE MAN (SCETC)该类结合的特点是界面上可见到平直、清晰的结合线，基体金属直 接接触和结合，没有明显的塑性变形或熔化等微观组织形态。形成 这种结合特点的主要原因是撞击速度较低。这种结合形式的爆炸焊 在生产实际中很少采用，因为这种形式的爆炸焊对焊接参数的变化 非常敏感，导致接头质量不稳定和易造成未熔合等缺陷。
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此外，按产品形状可分为板-板、管-管、管-板、管-棒、 金属粉末-板爆炸焊；按爆炸的次数可分为一次、二次或 多次爆炸焊，因而有双层和多层爆炸焊之分；按布药特点 可分为单面和双面爆炸焊；按爆炸焊进行的地点可分为地 面、地下、水中、空中和真空爆炸焊等。目前爆炸焊工艺 还可以与常规的金属压力加工工艺和机械加工工艺联合起 来，以生产更大、更长、更薄、更粗、更细和异形等特殊 或极限形状的金属复合材料、零部件及设备。这种联合工 艺是爆炸焊技术的延伸和发展趋势。
复合板一般是焊后状态供货的。焊后必须进行校平。如果在结合界面处 发生的硬化已影响到工程应用，则焊后须进行热处理。若用于制作压力容 器封头，对复合板进行热压成形时，要考虑结合面受温度影响可能产生脆 硬的金属间化合物。例如，钛与钢复合，加热温度不应高于760℃，而不 锈钢与碳素结构钢的复合则无此要求。
对圆棒或实心圆锥体可以进行外包覆，对圆管或筒体之类产品可 以根据需要进行内或外包覆，以获得具有特殊性能（如耐蚀、耐 高温、耐磨等）的包覆表面。这种爆炸焊工艺可以生产双金属焊 件，也可用来修复易损构件。
一、爆炸焊的基本原理
爆炸焊
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爆炸焊接是美国的卡尔在1944 年提出的，他在一次炸药爆炸试验
中偶然发现，两片直径约1英寸 （ 1英寸＝0.0245m)、厚度为 0.035 英寸的黄铜圆薄片，由于受 到爆炸的突然冲击而被焊接在一起。 1957年，美国的弗立普杰克成功地 实现了铝和钢的爆炸焊。此后经过 焊接工作者的不断努力，爆炸焊接 技术已经得到广泛的应用。
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（5）利用爆炸焊制造铜的六角形蜂窝结构
制造工艺是在铜管内同时爆炸压紧和焊接一束镀铜的铝 丝，然后用苛性钠把铝完全从结构中溶解掉，最后剩下的 便是铜六角形蜂窝结构。
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第二节 爆炸焊工艺
一、爆炸焊工艺流程 （一）焊前准备
接头设计
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（三）爆炸焊的应用
爆炸焊接主要用于制造金属复合板材，使其表面或覆层具有某种特殊的性能； 也可以用于异种材料（异种金属、陶瓷与金属等）过渡接头，使其具有良好 的力学性能、导电性能和耐腐蚀性能等。
1.可焊接的金属材料
爆炸焊主要用于同种金属材料、异种金属材料、金属与陶瓷的焊接，特 别是材料性能差异大而用其他方法难以实现可靠焊接的金属（铝和钢、铝和 钽等）、热膨胀系数相差很大的材料（钛和钢、陶瓷和金属等）、活性很强 的金属（如钽、锆、钼等）。实际上，任何具有足够强度和塑性并能承受工 艺过程所要求的快速变形的金属，都可以进行爆炸焊接。
当撞击速度高于某一临界值时，接头的结合区呈现有规律的连续波浪 形状，界面形成或大或小的不连续漩涡区，漩涡内部由熔化物质组成， 又称熔化槽，呈铸态组织。前漩涡以基板成分为主，后漩涡以覆板成 分为主。如漩涡内材料形成固溶体，则呈韧性；如形成金属间 化合物，则脆性增大。良好的焊接结合面应由均匀细小的波纹组成， 熔化槽呈孤立隔离状态。
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（一）爆炸焊焊接过程及原理
引爆炸药
安装炸药、雷管和焊件
爆轰波
自左向右爆轰
塑性流动和高速射流
清理
强烈塑性变形
金属净面接触
冲击动能转换成热能
高温高压
金属温度升高并熔化
金属原子扩散通过金属键形成接头
炸药化学能的大部分转换成高速运动的爆轰波和爆炸产物的动能
炸药爆炸的爆轰速度： 1500～3500m/s 瞬间释放的化学能产生的压力： 700MPa 局部瞬时高温：3000℃ 冲击波的速度： 500 ～1000m/s
表面清理
虽然爆炸焊时形成的金属射流能清除金属表面的氧化膜，但其清
除薄膜厚度只有几微米至几十微米，更厚的锈蚀和氧化层无法彻底 清除，将影响结合性能，故安装前应将待焊面上的污物除去，常用 的清理方法有化学清洗、机械加工、打磨、喷砂和喷丸等。
当天清理焊件，当天就进行爆炸焊。若当天不能进行焊接，则应 对焊件进行油封，爆炸焊前再用丙酮等将焊件擦拭干净。
当界面撞击速度和角度过大时，就会产生大漩涡，甚至形成一个连 续的熔化层。这种大漩涡或熔化层如果是固溶体，一般不会对接头 强度带来损害。但如果形成脆性的金属间化合物，则接头就会变脆， 而且在其内部常常含有大量缩孔和其他缺陷，所以必须避免能形成 连续熔化层结合的焊接操作。
爆炸焊
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图7-3 爆炸焊结合特征 a)波状结合区 b)连续熔化层结合 c)混合性结合区
可焊接尺寸范围 很宽的各种零件
可以焊接面积范围为13～28m2的各种零件。爆炸焊接时，若基板 固定不动，则其厚度不受限制，覆板的厚度为0.03 ～32mm，即 所谓包覆比很高。
可以进行双层、多层复合板的焊接，也可以用于各种金属的对接、搭接焊缝与点焊
爆炸焊工艺比较简单，不需要复杂设备，能源丰富，投资少，应用方便。
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第七章 爆炸焊
教学目标： 1. 了解超爆炸焊的原理、工艺特点、分类及 应用范围； 2. 熟悉爆炸焊的设备与工艺，了解爆炸焊的 基本操作与安全知识。
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第一节 爆炸焊概述
爆炸焊（Explosive Welding，EW）---是以炸药作 为能源，利用爆炸时产生的冲击力，使焊件发生剧烈碰 撞、塑性变形、熔化及原子间相互扩散，从而实现连接 的一种压焊方法。属固相焊接 。
爆炸焊时被焊金属间高速射流呈直线喷射，因此一般只用于平 面或柱面结构的焊接，如板与板、管状构件、管与板等的焊接； 复杂形状的构件受到限制。同时，覆层的厚度不能太厚，基层 的厚度不能太薄。若在薄板上施焊，需附加支托。
爆炸焊大多在野外露天作业，机械化程度低、劳动条件差，易受气候条件限制。
产生噪声和气浪
爆炸焊时产生的噪声和气浪，对周围环境有一定影响。虽然可 以进行水下、真空或埋在沙子下进行爆炸，但要增加成本。
被焊材料的表面清理
1.接头设计
炸药的准备
按焊件类型
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板-板
管-管 按产品及工艺要求
管-板
对接 搭接
基板越厚，基板 与覆板的厚度比 越大，越容易焊 接，爆炸复合质 量容易保证。若 基板与覆板的厚 度相同，则爆炸 复合较困难。一 般要求基覆比大 于2。
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2.被焊材料的表面清理
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爆炸焊接是以炸药为能源的
压力焊、熔化焊和扩散焊 “三位一体”的金属焊接新 工艺、新技术。形成了包括金 属塑性变形特征、熔化特征和 原子间相互扩散特征的结合 区 ，及焊接接头
爆炸焊
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5
（二）爆炸焊界面的结合特点
根据不同爆炸焊接条件下，两金属材料之间不同的冶金结合形式：
焊缝是在两层或多层同种或异种金属材料之间，在零点几秒短暂 的爆炸过程中形成的。20世纪50年代末，国外开始了对爆炸焊较为 系统的研究。我国从1963年开始爆炸焊的试验研究，经过几十年的 发展，爆炸焊技术及其产品已应用于石油化工、造船、原子能、宇 航、冶金和机械制造等工业部门。
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1.优点
可形成高强度冶 金结合焊缝
（二）爆炸焊的特点
爆炸焊可在同种金属或异种金属之间形成一种高强度的冶金结合 焊缝。例如 Ta（钽）、Zr(锆）、AI、Ti、Pb（铅）等与碳素结构 钢、合金钢、不锈钢的连接，用其他焊接方法难以实现，用爆炸 焊则容易实现，这主要是因为爆炸焊能把脆性化合物层减小至最 低限度甚至不产生脆性金属层。
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2.可焊接的产品结构 爆炸焊的产品多是结合面具有平面或圆柱面的简单结构。
复合平板
圆柱（锥）体 的内或外包覆
生产过渡接头
LEE MAN (SCETC)
可以进行双层或多层复合。如把不锈钢板、铜板、钛板、铝板等焊到普 通的钢板上。基板的厚度一般不受限制，因被爆炸冲击波加速，覆板厚度 受到限制。
材料在同样的试验条件下则完好无损。快速寿命试验的结 果表明，镀铂试样在水和浓盐酸中煮沸1次即起皮，2次有 脱落，3次则完全脱落。而爆炸焊试样在煮沸30次后仍未脱 落。
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2.缺点
爆炸焊
11
要求被焊材料有 韧性和抗冲击能
力
只能用于平面或柱 面结构的焊接
被焊的金属材料必须具有足够的韧性和抗冲击能力，以承 受爆炸的冲击力和剧烈碰撞，屈服强度大于690MPa的高强 度合金难以进行爆炸焊。
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此外，用爆炸焊方法获得的金属复合材料比其他方法获