【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及爆炸焊接，尤其涉及用于連續測試水下爆炸復合覆板撞擊速度的裝置及方法。
技術介紹
1、爆炸復合技術己成功用于各種金屬復合板材制造，且由于爆炸復合板具有冷熱軋產品不具備的結合強度高、界面導熱導電性能好等特殊優點，其應用場景越來越廣泛，但一次性復合薄型板材技術是難題，目前工業化產品覆板厚度在3mm以上，為此水下爆炸復合薄型板材技術成為研究熱點。爆炸復合技術中，動態參數如覆板撞擊基板的撞擊壓力、撞擊速度等是爆炸復合的質量決定性因素，這其中，覆板撞擊速度則是最重要因素之一。對于現有的覆板撞擊速度的計算來說：
2、張鐵生等在金屬爆炸加工的原理與實踐中給出覆板撞擊速度vp的計算方式：
3、
4、其中e為單位質量炸藥爆炸產生的動能；r1為單位面積炸藥與覆板質量比。
5、中國科學院力學研究所在爆炸焊接動態參數試驗報告中鬼畜覆板最大撞擊速度vp，max的計算方式：
6、
7、迄今為止，已有資料有關覆板運動公式都是建立在忽略覆板強度的流體力學模型和炸藥處于理想爆轟狀態的基礎上，實際上，工業炸藥爆炸都是非理想爆轟狀態，覆板上傳遞的爆速隨布藥厚度和均勻性發生波動，導致計算結果與實際出現較大偏差，不能對水下爆炸復合工藝及應用技術形成有效支撐。
8、此外，薛鴻陸等在鋁合金板爆炸焊接可能性窗口試驗研究中公開了爆炸焊接電阻絲法工藝參數試驗，保持η＜β，使覆板從a點先接觸電阻絲，以速度v1＝vp/sin(β-η)同ab段電阻絲閉合，到達b點后，覆板以速度v2＝vp/s
9、上述方法一是受基覆板間距的限制。不適應于基覆板間距小于1mm情況，而水下爆炸復合應用場景多數屬于此種情況；其次電阻絲傳感器采用懸空布置，實際操作復雜和難度較大，導致測試影響因素增多、測試成功率低、結果可靠性下降。因此建立適用基覆板間距小于1mm的水下爆炸復合覆板撞擊速度的測試方法，對研究爆炸復合工藝的動靜態參數關系和探索水下爆炸復合薄型板材技術及應用具有重要意義。
技術實現思路
1、基于
技術介紹
存在的技術問題，本專利技術提出了用于連續測試水下爆炸復合覆板撞擊速度的裝置及方法，適用于基覆板間距小于1mm的水下爆炸復合覆板撞擊速度的測試。
2、本專利技術提出的用于連續測試水下爆炸復合覆板撞擊速度的裝置，包括上端開口的爆炸容器，所述爆炸容器底部設置有墊板，所述墊板上端設置有基板，所述基板上端設置有覆板，所述基板和覆板之間設置有若干支撐柱以形成板間距，所述覆板上方設置炸藥，所述炸藥一端設置有用于起爆炸藥的雷管，所述炸藥內設置有第一探針電阻，所述基板靠近所述覆板的一側設置有第二探針電阻，通過對爆炸過程中第一探針電阻和第二探針電阻電壓的測定以實現爆炸復合覆板撞擊速度的測定。
3、優選地，用于測定第一探針電阻/第二探針電阻電壓的檢測組件包括恒壓電源，所述恒壓電源串聯有定值電阻和第一探針電阻/第二探針電阻，所述定值電阻還并聯有波形記錄儀。
4、本專利技術提出的上述用于連續測試水下爆炸復合覆板撞擊速度的裝置的測試方法，方法步驟如下：
5、s1：通過裝置對基板和覆板在水下進行爆炸復合，同時在爆炸復合過程中通過波形記錄儀對第一探針電阻/第二探針電阻線路電壓變化進行測定；
6、s2：將收集的電壓變化數據轉換為第一探針電阻/第二探針電阻的消耗長度，形成探針電阻消耗長度-時間曲線圖；
7、s3：根據同一探針位置在探針電阻消耗長度-時間曲線圖中的時間差計算撞擊速度。
8、優選地，s2中電壓變化數據轉換為第一探針電阻/第二探針電阻的消耗長度的計算方式為：
9、
10、式中：l為第一探針電阻/第二探針電阻的消耗長度；x為第一探針電阻/第二探針電阻的初始長度；v為恒壓電源的電壓；v1為波形記錄儀測得的電壓；r定為定值電阻的阻值；ρ為第一探針電阻/第二探針電阻的電阻率；r線為檢測組件的連接線的電阻。
11、優選地，s3中撞擊速度的計算方式為：
12、
13、式中：v為撞擊速度；d為基板與復板的板間距；t2為爆轟波陣面達到炸藥中第二探針電阻的時間；t1為爆轟波陣面達到炸藥中第一探針電阻的時間；tf為爆轟波從炸藥經過水層達到覆板的時間。
14、優選地，爆轟波從炸藥經過水層達到覆板的時間tf的計算方式為：
15、
16、式中：s為炸藥與覆板的間距；v1為炸藥的爆速。
17、本專利技術的有益技術效果：
18、本專利技術通過在炸藥和基板上設置第一探針電阻和第二探針電阻，并通過爆破時第一探針電阻和第二探針電阻的電壓變化構建了探針電阻消耗長度-時間曲線圖，并基于此構建了水下爆炸復合覆板撞擊速度的計算方式，與現有技術相比更加的簡單方便，且能夠適用于基板和覆板間距小于1mm時的爆炸復合的測試，對研究爆炸復合工藝的動靜態參數關系和探索水下爆炸復合薄型板材技術及應用具有重要意義。
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1.用于連續測試水下爆炸復合覆板撞擊速度的裝置，其特征在于，包括上端開口的爆炸容器(1)，所述爆炸容器(1)底部設置有墊板(2)，所述墊板(2)上端設置有基板(3)，所述基板(3)上端設置有覆板(7)，所述基板(3)和覆板(7)之間設置有若干支撐柱(9)以形成板間距，所述覆板(7)上方設置炸藥(6)，所述炸藥一端設置有用于起爆炸藥(6)的雷管(8)，所述炸藥(7)內設置有第一探針電阻(5)，所述基板(3)靠近所述覆板(7)的一側設置有第二探針電阻(4)，通過對爆炸過程中第一探針電阻(5)和第二探針電阻(4)電壓的測定以實現爆炸復合覆板撞擊速度的測定。
2.根據權利要求1所述的用于連續測試水下爆炸復合覆板撞擊速度的裝置及方法，其特征在于，用于測定第一探針電阻(5)/第二探針電阻(4)電壓的檢測組件包括恒壓電源(10)，所述恒壓電源(10)串聯有定值電阻(11)和第一探針電阻(5)/第二探針電阻(4)，所述定值電阻(11)還并聯有波形記錄儀(12)。
3.如權利要求1或2所述的用于連續測試水下爆炸復合覆板撞擊速度的裝置的測試方法，其特征在于，方法步驟如下：p>
4.根據權利要求3所述的用于連續測試水下爆炸復合覆板撞擊速度的裝置的測試方法，其特征在于，S2中電壓變化數據轉換為第一探針電阻/第二探針電阻的消耗長度的計算方式為：
5.根據權利要求3所述的用于連續測試水下爆炸復合覆板撞擊速度的裝置的測試方法，其特征在于，S3中撞擊速度的計算方式為：
6.根據權利要求5所述的用于連續測試水下爆炸復合覆板撞擊速度的裝置的測試方法，其特征在于，爆轟波從炸藥經過水層達到覆板的時間tf的計算方式為：
...【技術特征摘要】
1.用于連續測試水下爆炸復合覆板撞擊速度的裝置，其特征在于，包括上端開口的爆炸容器(1)，所述爆炸容器(1)底部設置有墊板(2)，所述墊板(2)上端設置有基板(3)，所述基板(3)上端設置有覆板(7)，所述基板(3)和覆板(7)之間設置有若干支撐柱(9)以形成板間距，所述覆板(7)上方設置炸藥(6)，所述炸藥一端設置有用于起爆炸藥(6)的雷管(8)，所述炸藥(7)內設置有第一探針電阻(5)，所述基板(3)靠近所述覆板(7)的一側設置有第二探針電阻(4)，通過對爆炸過程中第一探針電阻(5)和第二探針電阻(4)電壓的測定以實現爆炸復合覆板撞擊速度的測定。
2.根據權利要求1所述的用于連續測試水下爆炸復合覆板撞擊速度的裝置及方法，其特征在于，用于測定第一探針電阻(5)/第二探針電阻(4)電壓的檢測組件包括恒壓電源...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙昕，張志剛，于魏清，陳金華，周大鵬，宋家良，周曉紅，張成俊，魏昆，楊文，張陽光，方國營，李強，王德玲，
申請(專利權)人：中煤科工集團淮北爆破技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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