.638 北京科技大学学报 第30卷 表3爆炸复合界面波形参数测量结果 随装药密度变化的曲线中可以看到随着装药密度的 Table 3 Wave parameters of explosive bonding interfaces 增加，复合界面的波长、波高均变大，一般认为随着 波长， 波高， 结合界面 炸药厚度的增加，爆速会逐渐变大（见图3）[.随 A/mm A/mm 着爆速的增加，基、复板在碰撞时产生的碰撞压力也 5083铝合金/1060工业纯铝 1.059 0.370 会随之增加：同时，由于复板对基板撞击时产生的侵 Q235钢/Q235钢 0.265 0.102 彻作用，在基板表面形成凹坑，压力越大，形成的凹 工艺I获得的1060工业纯铝/Q235钢 0.713 0.106 坑越深，在凹坑处就越容易聚集熔化的金属射流，从 工艺Ⅱ获得的1060工业纯铝/Q235钢 0.761 0.130 而使复合界面的波幅增加，影响爆炸复合界面波形 工艺Ⅲ获得的1060工业纯铝/Q235钢 0.892 0.182 参数的变化 3.4r 从图1及表3中的数据可以看到，在相同的爆 3.2 炸焊接工艺下，5083铝合金/1060工业纯铝结合界 面波形的波长与波高均比钢/钢结合界面波形参数 3.0 大·可见在相同装药密度下，强度、硬度相同或相近 2.8 的材料更易形成明显的波状结合，且波形参数较大， 而材料性能差异较大的材料波形不明显，不易形成 波状结合 2.21 当爆炸焊接材料相同时，焊接工艺对界面波形 2.0102030405060708090100 产生影响，可以看到在三种爆炸工艺条件下，1060 药厚mm 工业纯铝/Q235钢界面波形扁平且波形不明显，波 图32“岩石硝铵炸药爆速随厚度的变化 长较大，而波高较小.图2为1060工业纯铝/Q235 Fig-3 Curve of explosive velocity to explosive thickness with 2 钢复合界面波形参数随装药密度的变化曲线，可以 rock ammon-dynamite 看到：随着药量的增加，波长波高均变大，尤其是在 装药密度大于2.4gcm2时，波长、波高增幅明显 3,2爆炸焊接材料因素的影响 增加 爆炸焊接界面波形的形状和特征除了与爆炸焊 接工艺有关外，还与焊接材料的性质密切相关.多 0.88 0.20 数学者认为材料强度对波的形成有重要作用山， 0.84 0.18 0.80 但其影响规律尚未有系统研究，根据本文实验结果 0.16 0.76 分析可知，当采用相同的爆炸焊接工艺时，材料密 翦 0.72 0.14 焉 度、硬度相差较大者不易形成波状结合；而当材料相 0.68 0.12 同或相近时则容易形成规则的波状结合界面，此 0.64 0.10 外，当材料相同或相近时，强度、硬度较小的材料在 1.4 1.82.22.6 3.0 装药密度/kgm) 爆炸焊接时形成的波形波长、波高较大；而强度、硬 度较大的材料形成的波状界面波长、波高均较小 图2界面波形参数随装药密度的变化 分析认为：爆炸焊接界面波的形成主要取决于炸药 Fig.2 Curves of wave parameters with explosive density 波状荷载的侵彻作用，强度和硬度高、韧性和塑性低 的材料发生塑性变形的抗力较大，不易产生变形；相 3讨论 反，强度和硬度低、韧性和塑性好的材料具有较强的 塑性变形能力，易形成较大波形 3.1爆炸焊接工艺因素的影响 爆炸焊接工艺直接决定了爆炸复合界面的结合 4结论 形态，也决定了爆炸复合界面的波形参数，文献报 (1)爆炸焊接时爆炸复合界面产生波状结合， 道爆炸焊接安装角与基、复板安装间距均会对复合 其波形参数受焊接材料与爆炸焊接工艺等因素的影 界面波形参数产生影响)].根据本文的实验结果可 响，随着焊接材料和爆炸焊接工艺的变化，波形参 看到，在其他参数相同的条件下，改变装药密度，复 数也随之变化， 合界面波形参数将有明显变化，从图2中波形参数表3 爆炸复合界面波形参数测量结果 Table3 Wave parameters of explosive bonding interfaces 结合界面 波长‚ λ／mm 波高‚ A／mm 5083铝合金／1060工业纯铝 1∙059 0∙370 Q235钢／Q235钢 0∙265 0∙102 工艺Ⅰ获得的1060工业纯铝／Q235钢 0∙713 0∙106 工艺Ⅱ获得的1060工业纯铝／Q235钢 0∙761 0∙130 工艺Ⅲ获得的1060工业纯铝／Q235钢 0∙892 0∙182 从图1及表3中的数据可以看到‚在相同的爆 炸焊接工艺下‚5083铝合金／1060工业纯铝结合界 面波形的波长与波高均比钢／钢结合界面波形参数 大．可见在相同装药密度下‚强度、硬度相同或相近 的材料更易形成明显的波状结合‚且波形参数较大‚ 而材料性能差异较大的材料波形不明显‚不易形成 波状结合． 当爆炸焊接材料相同时‚焊接工艺对界面波形 产生影响．可以看到在三种爆炸工艺条件下‚1060 工业纯铝／Q235钢界面波形扁平且波形不明显‚波 长较大‚而波高较小．图2为1060工业纯铝／Q235 钢复合界面波形参数随装药密度的变化曲线．可以 看到：随着药量的增加‚波长波高均变大‚尤其是在 装药密度大于2∙4g·cm —2时‚波长、波高增幅明显 增加． 图2 界面波形参数随装药密度的变化 Fig．2 Curves of wave parameters with explosive density 3 讨论 3∙1 爆炸焊接工艺因素的影响 爆炸焊接工艺直接决定了爆炸复合界面的结合 形态‚也决定了爆炸复合界面的波形参数．文献报 道爆炸焊接安装角与基、复板安装间距均会对复合 界面波形参数产生影响［5］．根据本文的实验结果可 看到‚在其他参数相同的条件下‚改变装药密度‚复 合界面波形参数将有明显变化．从图2中波形参数 随装药密度变化的曲线中可以看到随着装药密度的 增加‚复合界面的波长、波高均变大．一般认为随着 炸药厚度的增加‚爆速会逐渐变大（见图3） ［6］．随 着爆速的增加‚基、复板在碰撞时产生的碰撞压力也 会随之增加；同时‚由于复板对基板撞击时产生的侵 彻作用‚在基板表面形成凹坑‚压力越大‚形成的凹 坑越深‚在凹坑处就越容易聚集熔化的金属射流‚从 而使复合界面的波幅增加‚影响爆炸复合界面波形 参数的变化． 图3 2＃岩石硝铵炸药爆速随厚度的变化 Fig．3 Curve of explosive velocity to explosive thickness with 2＃ rock ammon-dynamite 3∙2 爆炸焊接材料因素的影响 爆炸焊接界面波形的形状和特征除了与爆炸焊 接工艺有关外‚还与焊接材料的性质密切相关．多 数学者认为材料强度对波的形成有重要作用［7—11］‚ 但其影响规律尚未有系统研究．根据本文实验结果 分析可知‚当采用相同的爆炸焊接工艺时‚材料密 度、硬度相差较大者不易形成波状结合；而当材料相 同或相近时则容易形成规则的波状结合界面．此 外‚当材料相同或相近时‚强度、硬度较小的材料在 爆炸焊接时形成的波形波长、波高较大；而强度、硬 度较大的材料形成的波状界面波长、波高均较小． 分析认为：爆炸焊接界面波的形成主要取决于炸药 波状荷载的侵彻作用‚强度和硬度高、韧性和塑性低 的材料发生塑性变形的抗力较大‚不易产生变形；相 反‚强度和硬度低、韧性和塑性好的材料具有较强的 塑性变形能力‚易形成较大波形． 4 结论 （1） 爆炸焊接时爆炸复合界面产生波状结合‚ 其波形参数受焊接材料与爆炸焊接工艺等因素的影 响．随着焊接材料和爆炸焊接工艺的变化‚波形参 数也随之变化． ·638· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷