爆炸焊接用低爆速炸药的研制

论文摘要

炸药爆炸焊接已广泛应用于国民经济建设和国防工业领域,其中,炸药的性能是影响爆炸焊接质量的重要因素,尤其要求炸药具有较低的爆轰速度。目前,低爆速爆炸焊接炸药主要是通过在普通粉状炸药中加入大量的食盐,并通过现场人工混拌过筛的方法混制而成。然而,这种方法混药不均匀,同时受到季节性的影响,易造成炸药的低速爆轰极不稳定,严重影响了爆炸焊接质量。本课题分析了炸药的低速爆轰机理及其影响炸药爆速的因素,并借鉴膨化硝铵炸药生产工艺,选择硝酸铵、燃料油、膨化剂、水与稀释剂T、P等作为炸药的组份,并根据炸药的爆速作为目标函数进行配方设计。将炸药各组份混合膨化,实验确定了炸药的最佳工艺条件。本课题实验分析了稀释剂T、P的加入量与爆速的关系,分析确定了不同含量稀释剂的焊接炸药在不同装药直径时炸药的爆速变化、自然堆积密度和猛度,选择出爆速满足焊接需求时稀释剂T和P的比例为30：5。本课题对所制得的低爆速爆炸焊接炸药样品进行了安全性能测试,结果发现该炸药的撞击感度和摩擦感度均较低,用DSC-TG法测得了炸药样品在不同升温速率下DSC和TG曲线,采用不同方法计算得到了热分解活化能和指前因子,表明炸药安全性能良好。应用该炸药对不锈钢-钢复合板、铝-钢复合板、钛-钢复合板和铜-钢复合板进行爆炸焊接试验研究,并对焊接质量进行超声波、力学性能及金相分析等检测,结果表明：该炸药爆速低,爆轰性能稳定,复合板的焊接具有良好的复合率和复合质量,是一种理想的低爆速爆炸焊接炸药,具有广阔的推广应用前景。图[45]表[20]参[49]

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• Contents
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 金属爆炸焊接炸药的国内外现状
• 1.2.1 高能猛炸药与稀释剂混合方面的研究主要研究内容
• 1.2.2 硝铵炸药与稀释剂混合方面的研究
• 1.3 本课题研究的主要内容和目的
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 研究目标
• 1.4 创新点
• 2 炸药的低速爆轰机理及影响其爆速的因素分析
• 2.1 炸药的低速爆轰机理
• 2.2 爆炸焊接波形的形成机理分析
• 2.2.1 表面波形的形成过程
• 2.2.2 界面波形的形成过程
• 2.2.3 底面波形的形成过程
• 2.3 爆炸焊接中影响炸药爆速的因素分析
• 2.3.1 炸药种类对爆速的影响
• 2.3.2 炸药中各组分的不同配比对爆速的影响
• 2.3.3 炸药密度对爆速的影响
• 2.3.4 单位面积药量对爆速的影响
• 2.3.5 炸药厚度对爆速的影响
• 2.3.6 药包尺寸对爆速的影响
• 2.3.7 药包垫层材料对爆速的影响
• 2.3.8 质量比对爆速的影响
• 2.3.9 炸药含水量对爆速的影响
• 2.3.10 炸药组分颗粒度对爆速的影响
• 2.3.11 添加剂对爆速的影响
• 2.3.12 初始温度对爆速的影响
• 2.3.13 起爆能量对爆速的影响
• 3 低爆速炸药的配方设计
• 3.1 炸药原材料的选择
• 3.1.1 氧化剂的选择
• 3.1.2 可燃剂的选择
• 3.1.3 稀释剂的选取
• 3.2 配方设计
• 3.2.1 配方设计的基本原则
• 3.2.2 炸药的配方设计
• 3.2.3 炸药爆炸参数的理论计算
• 3.3 低爆速爆炸焊接炸药的制备
• 3.3.1 低爆速爆炸焊接炸药的生产工艺
• 3.3.2 炸药生产工艺的可行性分析
• 3.4 小结
• 4 炸药的性能检测与分析
• 4.1 低爆速爆炸焊接炸药物理性能检测
• 4.1.1 低爆速爆炸焊接炸药颗粒的形貌表征
• 4.1.2 假密度的测定
• 4.2 低爆速爆炸焊接炸药爆炸性能检测
• 4.2.1 爆速的测定
• 4.2.2 猛度的测试
• 4.3 安全性能测试
• 4.3.1 撞击感度的测定
• 4.3.2 摩擦感度的测定
• 4.4 小结
• 5 炸药的爆炸焊接试验
• 5.1 低爆速炸药用于金属的爆炸焊接
• 5.1.1 金属材料的准备
• 5.1.2 金属材料的表面处理
• 5.1.3 药量计算及药高、间隙物的准备
• 5.1.4 基础的选择
• 5.1.5 工艺安装及实验
• 5.2 复合板的质量检测
• 5.2.1 超声波探伤
• 5.2.2 界面结合强度检测
• 5.2.3 界面金相组织观察
• 5.3 小结
• 6 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介及读研期间主要科研成果