樊科社，吴江涛，李平仓，王小林，张鹏辉，李进军

(1.西安天力金属复合材料有限公司， 西安 710201； 2.西安科技大学， 西安 710054)

【基础理论与应用研究】

不同起爆方式对钛/钢复合板质量的影响

樊科社1，吴江涛1，李平仓1，王小林2，张鹏辉1，李进军1

(1.西安天力金属复合材料有限公司， 西安 710201； 2.西安科技大学， 西安 710054)

针对采用瞬发电雷管同时起爆多块复合板存在的爆破振动等有害现象，提出采用延时电雷管起爆，通过实验得到不同延时时间对应的安全板间距，进一步对比两种起爆方式下制备钛/钢复合板的外观品质、结合率及力学性能。当延时25 ms、50 ms，对应板间距分别大于临界板间距15 m、30 m时，采用延时电雷管起爆方式制备的钛/钢复合板性能完全满足要求，为延时起爆技术在爆炸复合中的应用提供了重要依据。

延时起爆；钛钢复合板；爆炸复合

目前，国内爆炸复合生产中，起爆方式都是采用瞬发电雷管起爆，生产中为提高生产效率，多采用多块复合板同时起爆[1-3]。爆炸复合具有露天爆破的危害特征。其爆炸冲击波、爆破振动等有害现象，随着一次起爆炸药的数量增加而增加[4-7]。延时爆破技术是降低爆炸冲击波、爆破振动等有害现象的有效途径[8-10]。如果将延时爆破技术引入爆炸复合生产中，可以达到在增加单次复合数量，提高生产效率的前提下，有效降低爆破带来的有害现象。延时爆破技术在爆炸复合中应用时，由于爆点之间存在时间差，该时间差必然会对爆炸复合品质产生影响。

作者研究了延时电雷管起爆和瞬发电雷管起爆对生产的钛钢复合板品质的影响程度。为延时起爆技术在爆炸复合中的应用提供了重要依据。

1 实验材料、设备及方案

1.1 实验材料

复合板材质选用钛/钢(TA2/Q235B)复合板，实验用试板组配规格(mm)为：6/38×350×550-12块；生产试验大板组配规格(mm)为：6/38×2 000×1 500-48块。

1.2 实验设备

文中提及的延时电雷管全称为“煤矿许用毫秒延时电雷管”，简称延时雷管；提及的瞬发电雷管全称为“煤矿许用瞬发电雷管”，简称瞬发雷管。其中延时雷管选用的段位和延期时间如表1所示。提及的复合用炸药，是在粉状乳化炸药的基础上添加炸药稀释剂组成，其性能见表2。

表1 延时雷管段位和延期时间

表2 炸药参数

1.3 实验方案

实验方案由两部分组成：通过小试板爆破，找出延时起爆时，延时时间与最小板间距的对应关系；通过生产试验，找出瞬发起爆和延时起爆对钛钢复合板的结合性能差异。考虑爆炸场地大小，本次试验针对50 ms以内的延时。

2 实验结果及分析

2.1 测定临界板间距

通过表1的设计，按表3所示的工艺试验方案进行，实验结果表明：延时时间25 ms，对应的最小板间距为15 m。延时时间50 ms，对应的最小板间距为30 m。当板间距小于对应范围的最小值时，就会出现不结合现象，如图1所示。

表3 工艺试验方案

图1 板间距小于最小距离时复合板的缺陷

2.2 不同起爆方式下的复合板质量

第二部分实验中，每炮次进行两块复合板的爆炸复合，炮次11～12和炮次13～14为对比试验，复合板摆放位置一致，板间距控制在30 m，其中13～14炮采用延时起爆；炮次15和炮次16为对比试验，其中15炮次采用延时起爆。试板分别进行UT检验、剪切性能、金相检验，两组对比试验板的取样位置均保持一致，实验结果如表4、表5所示。

表4 不同起爆方式下的复合板品质

表5 不同炮次下取样板剪切强度

从表4、表5可以看出：延时25 ms，最小板间距控制在15 m，或延时50 ms，最小板间距控制在30 m，即只要控制最小板间距在延时时间要求的距离内，采用延时雷管和瞬发雷管两种起爆方式，对复合板的性能没有明显影响。

图2为取样板的金相照片。

图2 取样板的金相照片

3 结论

通过试验找出了延时时间25 ms时，板间最小距离为15 m；延时时间50 ms时，板间最小距离为30 m；当板间距小于最小间距时，复合板出现结合不良甚至不结合现象。

在爆炸复合生产实践中，采用延时雷管进行起爆时，要确保板间距大于所选延时时间对应的最小板间距。实验结果显示：延时25 ms，最小板间距15 m，延时50 ms，最小板间距30 m，采用延时雷管起爆生产的钛钢复合板，与采用瞬发雷管生产的钛钢复合板品质没有明显区别。生产的钛钢复合板性能可超过ASTM B898 中剪切强度137.9 MPa的规定。

[1] RAINER WALZ.Development of environmental indicator systems：experiences from germany[J].Environmental Management，2000，25(6)：613-623.

[2] YANG Y,XINMING Z,ZHENGHUA L,et al.Adiabatic shear band on the titanium in the Ti/mild steel explosive cladding interface[J].Acta Mater,1996,44(6):561-565.

[3] BLAZYNSKI T Z.Explosive welding forming and compaction[M].London:London Applied Science,1983,200-207.

[4] 陈瑞.爆炸复合的研究进展[J].煤矿爆破,2015(4):31-34.

[5] 杨刚,孟秀青,潘洋.金属爆炸复合材料技术特点及其应用领域[J].科技资讯,2016,22(10):41-42..

[6] 宋鸿玉.爆炸复合技术[J].中国钛业,2013(3):42-46.

[7] 陈瑞.爆炸复合的研究进展[J].煤矿爆破,2015(4):31-34.

[8] 邵炳璜，张凯.爆炸焊接原理及工程应用[M].大连：大连理工大学出版社，1987.

[9] 李莹，王礼营，庞国庆，等.钛-不锈钢爆炸复合接头棒品质特性的相互关系[J].四川兵工学报，2015(8):26-28.

[10]李晓杰,杨文彬,奚进一.双金属爆炸焊接下限[J].爆破器材,1999(3):22-26.

(责任编辑 杨继森)

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 基金项目：国家高技术研究发展技术(863计划)项目(2015AA03A501)

樊科社(1974—)，男，硕士，高级工程师，主要从事层状金属复合材料研究。

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，吴江涛，李平仓，等.不同起爆方式对钛/钢复合板质量的影响[J].兵器装备工程学报，2017(8):175-177.