余 勇, 马宏昊, 赵 凯,2, 缪广红, 范志强, 沈兆武, 李战军

(1. 中国科学技术大学近代力学系, 安徽 合肥 230027; 2. 北京理工大学爆炸重点实验室, 北京 100081; 3. 广东宏大爆破股份有限公司, 广东 广州 510623)

1 引 言

爆炸胀接是以炸药为能源使管与管、管与管板形成紧密和牢固的焊接或连接的一种新工艺[1],其设计思路是基管满足管道的强度需求,衬管满足耐腐蚀或耐磨损条件[2],将薄壁铝管与普通钢管复合制备出兼具优良的力学性能和耐腐蚀性能的铝-钢复合管[3-4]; 若对铝层进一步氧化,可以制备具有优异的耐磨损性能的复合材料[5],应用于城市公用管道、石油行业、化工系统、核设施以及航空航天等领域[6-8]。

2005年本课题组为解决深孔土岩爆破中钝感炸药反向起爆的引爆系统不稳定问题,系统地研究了超低能导爆索的传爆原理,得到了一种抗干扰性强的金属导爆索[9]。该导爆索具有优异的防水特性,故课题组对其改性使之成为管材水封爆炸胀接专用炸药,以水为传压介质,爆炸胀接得到铝-钢复合管。该爆炸胀接系统极大地提高了炸药的利用率: 以TNT炸药为例,在空气中爆炸时初始冲击波压力约为70 MPa,而在水中爆炸时,约为15 GPa[10],仅从初始冲击波来看能量利用率提高了21倍,在达到同等胀接效果的情况下大大降低了炸药的用量,减少了噪声、粉尘以及次生污染。但课题组发现,对于均匀装药的爆炸胀接实验,爆轰结束端复合管会出现开裂现象。分析认为这是由于结合区塑性变形超过了金属的动态屈服极限,从而引起了破坏。……