原理及特點

爆炸成形是一種高能成形工藝，它是利用炸藥爆炸時所產生的高溫高壓氣體，通過介質的傳遞，在極短的時間內（通常在0.001s內）產生巨大的衝擊波施加於毛坯鋼板上，使之產生塑性變形，從而獲得設計上所要求的幾何形狀和尺寸。

爆炸成形具有以下特點。

    ①質量好

可以保證工件達到所要求的幾何尺寸，表麵光潔，壁厚減薄現象不嚴重。工件經退火處理後，機械性能可進一步得到改善。

    ②設備簡單不需要大型的複雜設備。

    ③操作方便，生產率高，成本低對於成批生產的封頭尤為顯著。

封頭的爆炸成形裝置如下圖所示。在接通電源使炸藥爆炸後，高壓衝擊波使毛坯鋼板通過模具而下落，形成封頭的形狀。

封頭爆炸成形的主要部分是炸藥包、模具和壓力傳遞介質。它們基本上決定了封頭的成形質量。

炸藥包

爆炸成形用的炸藥分為低能炸藥和高能炸藥兩種。低能炸藥的爆炸過程是其組成成分的快速燃燒，其炸藥本身就含有燃燒所需的全部氧。由於快速燃燒，產生了大量高溫高壓氣體，形成高速衝擊波。常用的這種低能炸藥是硝銨。

高能炸藥就是烈性炸藥，其爆炸過程是其組成成分的高速分解。這種炸藥的爆炸過程包括點燃和膨脹兩個階段，即用起爆藥（雷管）點燃高能炸藥後，爆炸波從點燃處通過炸藥本身快速傳播開來，其速度取決於炸藥的成分，通常為1500~8000m/s。在這個爆炸波的作用下，炸藥轉化為極高壓的超熱氣體，並繼續膨脹。常采用的高能炸藥是三硝基甲苯(T.N.T)。

爆炸成形時，炸藥的用量主要決定於毛坯的尺寸，可按下式計算（此式根據試驗結果整理而得）：

式中：B--成形件的深度（即封頭的全高），mm；

      D0--封頭毛坯的直徑，mm;

      W--炸藥量，g；

      S--封頭毛坯的厚度，mm；

      K--介質係數，對於水K=120，對於砂K=44,2；

      h--炸藥包吊高，mm，通常可取h=(1/3～1/4)di（此處di為封頭內徑）。

在采用水作為傳遞壓力介質時，則可得用藥量W為：

    lnW=1.282lnB+lnS+0.9487lnh-(0.23081nD0 +6.1378)  

此公式是采用三硝基甲苯時的用藥量，如采用硝銨，則用藥量需增加13%~18%。

炸藥包的形狀對封頭的成形尺寸有很大的關係。生產實踐表明，對於橢圓形封頭，炸藥包應做成三角形，如下圖所示。

模具

爆炸成形所用的模具很簡單，隻是一個圓環，其內徑d應保證封頭毛坯順利地通過，又要能保證封頭具有準確的成形尺寸。通常可按下式確定：

    d=di+2S+δ

式中：di--封頭內徑，mm；

      δ--變形餘量，mm。

圓環內徑應與衝壓成形用的拉環相似，加工成圓弧，以利於封頭毛坯順利通過。當封頭形狀要求比較精確時，可用簡易辦法製作一鋼板結構的定形下模，以確保封頭在下模內成形。由於爆炸成形速度極快，下模結構必須考慮能順暢排氣，否則封頭成品會出現內凹等形狀誤差。

壓力傳遞介質

如果用炸藥直接爆炸（即以空氣為壓力傳遞介質），往往會因爆炸脈衝波及施壓速率太快而導致毛坯鋼板的破裂。因此常采用水作為壓力傳遞介質。用水傳遞脈衝波，可減緩脈衝波，增加壓力持續時間，提高壓力成形效率，節省炸藥。而且還能減少噪聲和保護工件不被燒傷。

此時，選擇合理的水深是十分重要的。水層過淺會削弱作用到毛坯上的壓力；水層過深會增加生產輔助時間和不必要地消耗大量的水，通常可取水層深度為炸藥包吊高的2.4~2.8倍。

生產實踐表明，對於壁厚為8~20mm，直徑為600~2400mm的封頭采用爆炸成形均能保證產品的質量。對於大型厚壁封頭，由於需用的炸藥量過多，同時不易控製封頭的成形尺寸，因而在實際生產上使用還存在著許多困難。(，， )