爆炸焊接過程中有害效應的研究

王虎成，李勝杰，范建輝，朱 健，李志強

（1.太原鋼鐵 （集團）有限公司 復合材料廠，山西 忻州 035407；2.太原理工大學 應用力學與生物醫學工程研究所，山西 太原 030024；3.太原理工大學 力學學院，山西 太原 030024）

0 引言

爆炸焊接作為一種特殊的高能加工技術，在復合材料領域獲得了廣泛的應用［1］。該技術以炸藥為能源，在炸藥爆炸過程中必然會產生各種有害效應，主要包括爆炸沖擊波、爆炸地震波、噪聲和有毒氣體等，因此國內外的爆炸加工廠多選擇距離城市和居民生活地較為偏遠的廢棄礦山、采石場等進行爆炸焊接作業。然而，隨著爆炸焊接加工廠生產能力的不斷擴大，爆炸焊接過程中對周邊環境和周圍建筑的影響也凸現出來。目前人們圍繞《爆破安全規程》［2］（GB6722－2003）（以下簡稱“規程”）關于炸藥爆炸對建筑物、人體產生的危害做了大量的研究，主要集中在近場的試驗測試和數值模擬［3－5］方面，而對于爆炸焊接遠場的研究較少。遠場的沖擊波超壓微弱，對壓力傳感器的靈敏度提出了較高的要求。本文主要針對太鋼復合材料廠爆炸焊接引起的沖擊波超壓、地面振動速度、噪聲對周圍村莊建筑和居民產生的影響進行了實地現場測試和數值模擬，為其安全評估和防護提供科學依據。

1 試驗測試

1.1 爆炸焊接用炸藥

該廠使用的工業炸藥為硝銨類炸藥，硝酸銨本身是一種弱爆炸物，在強烈爆炸能作用下可以起爆。引爆后的爆速為2 000 m／s～2 700 m／s，爆力為165 mL～230 mL。當其加熱溫度高于400℃～500℃時，硝酸銨分解并產生爆炸。……