不同起爆方式對(duì)鈦/鋼復(fù)合板質(zhì)量的影響

樊科社，吳江濤，李平倉(cāng)，王小林，張鵬輝，李進(jìn)軍

(1.西安天力金屬?gòu)?fù)合材料有限公司， 西安 710201； 2.西安科技大學(xué)， 西安 710054)

【基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究】

不同起爆方式對(duì)鈦/鋼復(fù)合板質(zhì)量的影響

樊科社1，吳江濤1，李平倉(cāng)1，王小林2，張鵬輝1，李進(jìn)軍1

(1.西安天力金屬?gòu)?fù)合材料有限公司， 西安 710201； 2.西安科技大學(xué)， 西安 710054)

針對(duì)采用瞬發(fā)電雷管同時(shí)起爆多塊復(fù)合板存在的爆破振動(dòng)等有害現(xiàn)象，提出采用延時(shí)電雷管起爆，通過(guò)實(shí)驗(yàn)得到不同延時(shí)時(shí)間對(duì)應(yīng)的安全板間距，進(jìn)一步對(duì)比兩種起爆方式下制備鈦/鋼復(fù)合板的外觀品質(zhì)、結(jié)合率及力學(xué)性能。當(dāng)延時(shí)25 ms、50 ms，對(duì)應(yīng)板間距分別大于臨界板間距15 m、30 m時(shí)，采用延時(shí)電雷管起爆方式制備的鈦/鋼復(fù)合板性能完全滿足要求，為延時(shí)起爆技術(shù)在爆炸復(fù)合中的應(yīng)用提供了重要依據(jù)。

延時(shí)起爆；鈦鋼復(fù)合板；爆炸復(fù)合

目前，國(guó)內(nèi)爆炸復(fù)合生產(chǎn)中，起爆方式都是采用瞬發(fā)電雷管起爆，生產(chǎn)中為提高生產(chǎn)效率，多采用多塊復(fù)合板同時(shí)起爆[1-3]。爆炸復(fù)合具有露天爆破的危害特征。其爆炸沖擊波、爆破振動(dòng)等有害現(xiàn)象，隨著一次起爆炸藥的數(shù)量增加而增加[4-7]。延時(shí)爆破技術(shù)是降低爆炸沖擊波、爆破振動(dòng)等有害現(xiàn)象的有效途徑[8-10]。如果將延時(shí)爆破技術(shù)引入爆炸復(fù)合生產(chǎn)中，可以達(dá)到在增加單次復(fù)合數(shù)量，提高生產(chǎn)效率的前提下，有效降低爆破帶來(lái)的有害現(xiàn)象。延時(shí)爆破技術(shù)在爆炸復(fù)合中應(yīng)用時(shí)，由于爆點(diǎn)之間存在時(shí)間差，該時(shí)間差必然會(huì)對(duì)爆炸復(fù)合品質(zhì)產(chǎn)生影響。

作者研究了延時(shí)電雷管起爆和瞬發(fā)電雷管起爆對(duì)生產(chǎn)的鈦鋼復(fù)合板品質(zhì)的影響程度。為延時(shí)起爆技術(shù)在爆炸復(fù)合中的應(yīng)用提供了重要依據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及方案

1.1 實(shí)驗(yàn)材料

復(fù)合板材質(zhì)選用鈦/鋼(TA2/Q235B)復(fù)合板，實(shí)驗(yàn)用試板組配規(guī)格(mm)為：6/38×350×550-12塊；生產(chǎn)試驗(yàn)大板組配規(guī)格(mm)為：6/38×2 000×1 500-48塊。

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

文中提及的延時(shí)電雷管全稱為“煤礦許用毫秒延時(shí)電雷管”，簡(jiǎn)稱延時(shí)雷管；提及的瞬發(fā)電雷管全稱為“煤礦許用瞬發(fā)電雷管”，簡(jiǎn)稱瞬發(fā)雷管。其中延時(shí)雷管選用的段位和延期時(shí)間如表1所示。提及的復(fù)合用炸藥，是在粉狀乳化炸藥的基礎(chǔ)上添加炸藥稀釋劑組成，其性能見表2。

表1 延時(shí)雷管段位和延期時(shí)間

表2 炸藥參數(shù)

1.3 實(shí)驗(yàn)方案

實(shí)驗(yàn)方案由兩部分組成：通過(guò)小試板爆破，找出延時(shí)起爆時(shí)，延時(shí)時(shí)間與最小板間距的對(duì)應(yīng)關(guān)系；通過(guò)生產(chǎn)試驗(yàn)，找出瞬發(fā)起爆和延時(shí)起爆對(duì)鈦鋼復(fù)合板的結(jié)合性能差異?？紤]爆炸場(chǎng)地大小，本次試驗(yàn)針對(duì)50 ms以內(nèi)的延時(shí)。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

2.1 測(cè)定臨界板間距

通過(guò)表1的設(shè)計(jì)，按表3所示的工藝試驗(yàn)方案進(jìn)行，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：延時(shí)時(shí)間25 ms，對(duì)應(yīng)的最小板間距為15 m。延時(shí)時(shí)間50 ms，對(duì)應(yīng)的最小板間距為30 m。當(dāng)板間距小于對(duì)應(yīng)范圍的最小值時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)不結(jié)合現(xiàn)象，如圖1所示。

表3 工藝試驗(yàn)方案

圖1 板間距小于最小距離時(shí)復(fù)合板的缺陷

2.2 不同起爆方式下的復(fù)合板質(zhì)量

第二部分實(shí)驗(yàn)中，每炮次進(jìn)行兩塊復(fù)合板的爆炸復(fù)合，炮次11～12和炮次13～14為對(duì)比試驗(yàn)，復(fù)合板擺放位置一致，板間距控制在30 m，其中13～14炮采用延時(shí)起爆；炮次15和炮次16為對(duì)比試驗(yàn)，其中15炮次采用延時(shí)起爆。試板分別進(jìn)行UT檢驗(yàn)、剪切性能、金相檢驗(yàn)，兩組對(duì)比試驗(yàn)板的取樣位置均保持一致，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表4、表5所示。

表4 不同起爆方式下的復(fù)合板品質(zhì)

表5 不同炮次下取樣板剪切強(qiáng)度

從表4、表5可以看出：延時(shí)25 ms，最小板間距控制在15 m，或延時(shí)50 ms，最小板間距控制在30 m，即只要控制最小板間距在延時(shí)時(shí)間要求的距離內(nèi)，采用延時(shí)雷管和瞬發(fā)雷管兩種起爆方式，對(duì)復(fù)合板的性能沒(méi)有明顯影響。

圖2為取樣板的金相照片。

圖2 取樣板的金相照片

3 結(jié)論

通過(guò)試驗(yàn)找出了延時(shí)時(shí)間25 ms時(shí)，板間最小距離為15 m；延時(shí)時(shí)間50 ms時(shí)，板間最小距離為30 m；當(dāng)板間距小于最小間距時(shí)，復(fù)合板出現(xiàn)結(jié)合不良甚至不結(jié)合現(xiàn)象。

在爆炸復(fù)合生產(chǎn)實(shí)踐中，采用延時(shí)雷管進(jìn)行起爆時(shí)，要確保板間距大于所選延時(shí)時(shí)間對(duì)應(yīng)的最小板間距。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：延時(shí)25 ms，最小板間距15 m，延時(shí)50 ms，最小板間距30 m，采用延時(shí)雷管起爆生產(chǎn)的鈦鋼復(fù)合板，與采用瞬發(fā)雷管生產(chǎn)的鈦鋼復(fù)合板品質(zhì)沒(méi)有明顯區(qū)別。生產(chǎn)的鈦鋼復(fù)合板性能可超過(guò)ASTM B898 中剪切強(qiáng)度137.9 MPa的規(guī)定。

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(責(zé)任編輯 楊繼森)

Effect of Different Detonating Modes on the Properties of Ti-Steel Clad Plate

FAN Keshe1， WU Jiangtao1， LI Pincang1， WANG Xiaolin2， ZHANG Penghui1， LI Jinjun1

(1.Xi’an Tianli Clad Metal Materials Co., Ltd., Xi’an 710201, China；2. Xi’an University of Science and Technology, Xi’an 710054, China)

The instantaneous electric detonating is harmful to natural environment. The delay electric detonating was put forward. The effect of different detonating modes on the properties of Ti-steel clad plate was investigated. The result showed that when the distance between two clad plates is greater than the critical value, the properties of Ti-steel clad plate were met requirements by delay electric detonating modes which provides improtant reference for the application of delay electric detonating technology in explosive bonding.

delay electric detonating; Ti-steel clad plate; explosive bonding

2017-03-05；

2017-04-11 基金項(xiàng)目：國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展技術(shù)(863計(jì)劃)項(xiàng)目(2015AA03A501)

樊科社(1974—)，男，碩士，高級(jí)工程師，主要從事層狀金屬?gòu)?fù)合材料研究。

10.11809/scbgxb2017.08.037

format:FAN Keshe，WU Jiangtao，LI Pincang, et al.Effect of Different Detonating Modes on the Properties of Ti-Steel Clad Plate[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2017(8):175-177.

O389

A

2096-2304(2017)08-0175-03

本文引用格式：樊科社，吳江濤，李平倉(cāng)，等.不同起爆方式對(duì)鈦/鋼復(fù)合板質(zhì)量的影響[J].兵器裝備工程學(xué)報(bào)，2017(8):175-177.