特种效应类火工品

　　出品：科普中国

　　作者：鸿爪雪梨

　　策划：武玥彤

　　监制：光明网科普事业部

　　弹药火工品系列专题稿件（五）——特种效应类火工品

　　随着工程技术的发展，火工品的安全性得到了进一步的保障，也得到了越来越多的普通民众的理解，火工品发展到今天，在民品领域的运用之广，已经远远超出了“雷管之父”诺贝尔的预期。而功能各异的火工产品也已经远远超过了传统火工品的传火、传爆、机械作功的三大功能的范畴。

　　1 切割类火工品

　　切割是工业生产中常用的基本操作之一，而在某些特殊场合，如地下、水下、野外等，某些电切割或热切割设备不便使用，这个时候就是各种火工切割器材大显身手的时候。火工切割器材与破甲弹的原理相同，均依靠聚能效应，装填的含能材料爆炸产生的冲击波挤压药型罩，形成的高温高速的聚能射流，起到切割作用。根据装药形状的不同，切割器又分为切割索、环向切割环、多向切割器等。

　　切割装置的用途广泛。在全钢结构的爆破拆除中，常用到切割索，切割索有优秀的定向切割效应，可快速的将钢支架切断，令建筑失稳垮塌。深水航道在开挖时，会遇到很多岩石、礁石和障碍物等，地面常用的钻孔爆破的难度较高，如采用聚能爆破，则可方便的将障碍物切割成便于清理的碎块。

　　图1 切割药包示意图

　　1-导爆索；2-炸药；3-药型罩；4-外壳

　　在油矿勘探、地基开挖等需要钻探的场合，常发生卡钻的事故。在钻头卡死、无法回收时，就需要将地下数百米处的钻头销毁，面对这动辄近十吨重的金属钻头，环形切割器或多向聚能弹可以将钻头炸碎，为后续施工打通道路，有效解决卡钻难题。

　　图2 切割索破门

　　图3 破墙器破拆实景

　　火工切割装置另一典型的应用为各种破窗、破门和破墙的场合。在紧急救援时，火工设备具有触发简单、体积小、反应快速的优点，不受后勤条件与现场环境的限制，可加快应急救援进度。而在反恐防暴时，还可以达到出其不意的效果。实在是消防、武警战士的“必备良器”。

　　2 爆炸焊接技术

　　焊接同样是一种运用广泛技术成熟的工艺手段，但在面临异种金属焊接时，由于异种金属的熔点、线膨胀系数、热导率、化学活性等的不同，使得异种金属的焊接强度或寿命受到了影响。而爆炸焊接则较好的解决了这个问题。

　　爆炸焊接是一种固态焊接方法，它以炸药为能量源，在十分短暂的过程中使被焊金属表面形成冶金结合的一种焊接方法。爆炸焊接复合板的过程如图5-17所示，置于地面上的两块金属板以一定的间隙支撑起来，当均匀布放在复板上面的炸药被雷管引爆后，爆轰波和爆炸产物的能量便在其上传播并将一部分传递给它，使复板向下运动并加速，随后高速向基板倾斜撞击，如图5-18所示。借助该撞击过程将复板高速运动的动能在撞击面上转变成金属之间的焊接能，使它们牢固地焊接在一起。

　　图4 爆炸焊接原理图

　　爆炸焊不需要厂房和成套复杂设备，可在野外和施工现场进行，工艺简单，且成本较低。通过爆炸焊获得的复合材料同时兼有基层和复层的物理和化学性质。具有很高的结合强度和优良的加工性能。

　　图5 铜铝爆炸焊接产品

　　自从20世纪80年代以来，民用火工器材的理论和实验技术得到了较快发展，火工材料不再单纯地用于杀伤破坏，反而可以造福于民，如今已在化工、造船、军事、航天甚至核工业都有了重要的运用。

　　划重点

　　除传火、传爆、机械作功之外，火工设备在民用领域也有了逐渐开阔的市场。切割索是一类以聚能射流为破坏手段的便捷式拆除装备，在楼房破拆，油矿开采、抢险救援等场合均有应用，而爆炸焊接技术更是充分利用了爆轰产物的高压高热，较好解决了异种金属焊接强度低、寿命短的问题。