大型工业热交换器,是石油、化工工业领域中的重要设备。散热管与定位钢板(管板)的连接是热交换器制造过程中的核心环节。大型工业热交换器的抗压性能和使用寿命与管与管板的连接质量有着直接的关系。传统的管板连接方式有管口熔融焊接、机械胀接、机械胀接-焊接结合等方法,这些方法虽然可以获得一定的连接强度和气密性,但连接面积小、连接效率低、使用寿命短等不足,难以达到热交换器预期抗压能力与使用寿命。管板爆炸焊接技术是一种高能率特种焊接方法。采用此方法,可以数根散热管同时与管板起爆焊接。在参数和工艺准确的情况下,一次可同时完成数十根散热管、甚至全部散热管与管板的焊接,所以具有高效节能、生产效率高、连接质量好的工艺特征。本文在检索和阅读大量国内外相关文献的基础上,进行了三种不同材质管板爆炸焊接的试验研究,并在试验工艺及参数基础上,建立了管板爆炸焊接的前期材料模型和有限元模型,最终,利用大型非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA进行了管板爆炸焊接数值模拟,实验结果与模拟结果表明:1、爆炸焊接方法可以成功实现铜管—钢板、不锈钢管—钢板以及钢管—钢板的冶金结合,其结合区波形为理想的微波状态。这项技术为热交换器制造中的管板连接提供了一条节能高效的新途径。2、通过实验结果,对已有管板爆炸焊接理论药量计算公式进行了必要修正。3、数值模拟结果表明:在相同药层厚度条件下,起爆近点爆炸复合能量小于稳定爆轰时的能量,易出现爆炸焊接的边界效应,并制定了相应工艺措施消除这种边界效应对焊接质量的影响。4、碰撞点压力与复管运动速度的数值模拟结果与理论计算结果误差小于5%,说明数值结果与实验结果基本吻合,对该项技术的实际工业应用具有一定的指导意义。5、数值模拟结果较好地反映出,爆炸焊接过程的应力状态、及其焊接射流特征与接合面波形的基本形态。