爆炸焊接过程中复板运动位移的数值模拟

采用非线性动力有限元法建立了复合板在爆炸焊接过程中的有限元计算模型,对复合板运动状态进行了模拟和分析.利用有限元软件的网格划分功能建立了5/41mill×3850min×6650mm钛/钢复合板模型,实现了对复板运动过程的三维有限元模拟.实验研究了不同间隙条件下复板运动过程的位移云图,并通过对实验结果进行比较与分析后,确定当间隙高度为8min时,爆炸焊接后复板上各点的最终位移都达到了8mm,复合板结合率为100%.该研究为大面积钛钢复合板的爆炸焊接工艺参数的制定提供了依据.     

1Crl8Ni9Ti／Q235钢板爆炸焊接合理间距的仿真研究

在异种金属爆炸焊接过程中,合理的基复板间距对保证焊接质量至关重要。本文用有限元软件ANSYS／LS—DYNA对爆炸焊接过程仿真研究。通过研究不同间距的模拟结果,得出当基复板间距0．6c时基复板单元碰撞速度已接近最大值,满足异种金属爆炸焊接的需要。该研究为不锈钢与碳钢复合板的爆炸焊接工艺参数的科学制定提供了依据。     

异种有色金属复合板制备技术的研究进展

对异种有色金属复合板的3种主要制备技术(轧制复合、爆炸复合和爆炸复合+轧制)进行了综述,介绍了不同种类有色金属复合板适用的制备技术,分析了复合板界面形态及其形成原因和影响因素。论述了轧制温度、轧制压下量和轧制速率等主要轧制复合工艺参数对轧制复合板组织性能的影响,炸药厚度、炸药爆速和基覆板间隙距离等爆炸复合工艺参数对爆炸复合板组织和性能的影响,以及爆炸复合工艺参数和轧制复合工艺参数对爆炸复合+轧制复合板组织性能的影响。总结了退火处理对复合板组织性能的影响,指出绿色化、智能化和计算机数值模拟等是这些制备技术的发展趋势,制备技术的组合使用是未来材料制备技术的重要发展方向。     

双立爆炸焊接及防护装置数值模拟和试验

通过设计一种防护结构,建立了双立爆炸焊接以及防护装置三维数值模型.模拟了双立爆炸法两对复合板的焊接和运动过程以及与防护装置的碰撞过程,获得了爆炸焊接复合板压力场、速度场的分布.所建立的爆炸焊接三维数值模型可计算复板运动最大速度与碰撞点的压力,为防护装置的设计优化提供理论基础和依据.采用此防护装置及双立爆炸方法,装药量仅为现行平行爆炸焊接方法的1/3,而且焊后复合板不会产生明显变形,易于后续加工.     

AZ31B镁合金和2205不锈钢爆炸焊接研究

采用平行法进行爆炸焊接,制备了AZ31B镁合金/2205双相不锈钢复合板。根据经验公式选择爆炸焊接参数,爆炸焊接的装药质量比R为2.7,复板和基板的最小间隙为4.3 mm。试验结果表明,复板上表面除雷管区有微小裂纹外,其它位置平整无缺陷。除去复合板边界效应区,用超声波检测复合板的结合率为98.9%。镁/不锈钢复合板界面拉剪强度为105.63 MPa,拉剪断口呈波浪状,拉剪断裂界面沿镁材撕裂。复合板三点弯曲试验表明,AZ31B_内/2205_外比2205_内/AZ31B_外有更高的弯曲载荷承受能力。     

可代替全钛板的钛钢复合板

日本一家公司采用一种新工艺，生产了一种外层是钛、内层是钢的复合板材，可代替全钛板用于制造火力发电站和原子能发电站的复水器、大型热交换器和冷却器等设备，从而大大降低了成本。该公司是采用一种高能爆炸焊合法制成这种钛钢复合板的。可代替全钛板的钛钢复合板@李荣     

间隙对三层圆管爆炸焊接影响的数值模拟

爆炸焊接工艺是实现异种材料冶金结合的先进连接工艺,间隙是影响焊接质量的重要工艺参数.基于ANAYS/LS-DYNA平台建立了钢一铜一铜三层圆管爆炸焊接的三维有限元模型,研究了不同间隙下的成形过程和焊接质量.结果表明,当间隙1和间隙2分别设置为复管1厚度的1/4-1倍和复管2厚度的1/2-2倍时可实现良好复合;复合管的最大塑性应变和最大有效应力受间隙影响较小,却在6μs时间内极速增大并趋于稳定;间隙1的大小同时影响复管1和复管2的加速运动,而间隙2只影响复管2的加速运动.     

TA2-1060-TA2复合板爆炸焊接试验及性能测试

为了解决钛-铝在爆炸焊接过程中可焊性低并容易产生脆性金属间化合物等技术难题，选用低爆速粉状乳化炸药为试验用药，下限装药厚度和上限基复板间距为工艺参数，成功获得了100%复合的“1 + 14 + 1”TA2 - 1060 - TA2双面金属复合板. OM， SEM， EDS测试结果表明，复合板界面呈良好小波状结合；基复板流在波峰阻挡以及复板挤压作用下形成漩涡结构，其内部存在包覆熔融金属的铸锭组织；结合界面附件发生不同程度的元素扩散. 力学测试结果表明，复合板的弯曲强度为288 MPa、抗拉强度为165.5 MPa、界面处显微硬度峰值为227 HV，满足工业生产要求.     

爆炸复合用的表面保护缓冲材料

金属爆炸复合时,一般都采用接触爆炸法,即炸药直接在未保护的复材金属表面爆炸。炸药,特别是高爆速的烈性炸药爆炸时,由于爆炸瞬间产生的高压脉冲载荷的作用,往往使复材产生打伤、麻坑、烧伤等缺陷,甚至撕裂复材,破坏了复合板的完整性。用于耐腐蚀面又不再进行轧制等再加工的复合板,对表面质量有更苛刻的要求。尤     

大面积钛/钢复合板爆炸焊接过程的数值模拟

利用大型非线性有限元程序ANSYS/LS-DYNA对大面积钛/钢复合板的焊接过程进行数值模拟,研究了覆板的应力情况,给出了覆板上几个特殊点的应力、等效塑性应变等随时间的变化曲线,从理论上对爆炸焊接裂纹产生的原因进行了分析研究,为进一步合理选择爆炸焊接参数、预防裂纹产生和实现大面积复合板的批量生产提供了依据.     

AL - 6XN超级不锈钢与Q345R钢复合钢板工艺试验

采用爆炸焊接法对AL-6XN超级不锈钢与Q345R钢进行焊接,对复合钢板进行消除爆炸应力热处理。为保证焊接接头力学性能和耐蚀性能,复合钢板过渡层和覆层选用不同焊接材料和焊接方法进行试验,并对不同热处理温度下的复合钢板力学性能和耐蚀性能进行测试分析。结果表明,AL-6XN+Q345R复合钢板宜选择中温消除爆炸应力。复合钢板焊接工艺制定时,其过渡层和覆层应优先采用ERNi Cr Mo-3的氩弧焊工艺,以满足设备制造技术要求。     

铜—硬铝（LY12）复合板的爆炸焊接与轧制

研究了铜(T2)—硬铝(LY12)复合板的爆炸焊接,轧制和退火工艺,提供了不同状态下,复合板的成分、组织和性能的检验资料。这些资料为这种爆炸复合材料的实际应用提供了依据。     

钛/铝复合板爆炸焊接技术研究进展

通过爆炸焊接技术制备的钛/铝复合板可兼具钛合金耐腐蚀性和铝合金低成本的优点。对钛/铝复合板爆炸焊接技术的研究进展进行介绍,论述了炸药种类、质量比R、基覆板间距及爆炸焊接窗口等主要工艺参数对钛/铝复合板组织和性能的影响;分析了影响钛/铝复合板结合界面的主要因素——金属间化合物种类、扩散层和界面波形;对钛/铝复合板硬度、抗剪切强度、抗拉强度及拉伸断口的研究进行了汇总分析。最后,指出了钛/铝复合板爆炸焊接工艺研究的重点发展方向。     

采用自约束结构炸药的铜/钢爆炸焊接

为了提高爆炸能量的利用率,减少焊接药量,提出采用自约束结构炸药进行爆炸焊接。采用T2铜板和Q345钢板分别作为复板和基板,通过理论计算得到T2/Q345爆炸焊接窗口。采用双层蜂窝结构炸药作为自约束结构焊接炸药,对T2铜与Q345钢的爆炸焊接进行了试验研究。通过力学性能测试和显微组织观察,研究了T2/Q345复合板的结合性能。结果表明：与爆速为2505和3512 m·s^-1的单层炸药相比,T2/Q345复合板爆炸焊接采用的双层蜂窝结构炸药量分别减少了54.4%和31.4%;随着传播距离的增加,复合板的结合界面由直线结合向波状结合转变。复合板的抗拉剪切强度为237.0 MPa,满足T2/Q345复合板的结合强度要求。爆炸产生的硬化发生在结合界面附近,采用双层蜂窝结构炸药爆炸焊接得到的T2/Q345复合板具有良好的结合性能。     

焊接顺序对大型薄板装甲钢结构焊接变形的影响

基于有限元软件SYSWELD建立了大型薄板装甲钢结构的焊接有限元模型,采用Local-Global方法研究了焊接顺序对薄板结构焊接变形的影响. 通过对比焊缝截面宏观形貌,利用SYSWELD热源拟合工具,建立了适合现场焊接工艺的双椭球热源模型. 采用热弹塑性有限元法分析了T形和对接接头的焊接过程,获得了局部塑性应变和焊缝刚度,进而模拟了不同焊接顺序下薄板结构变形情况. 结果表明,现场焊接顺序下结构中部薄板焊接变形严重,最大变形量为9.6 mm,模拟结果与试验结果吻合较好;采用优化的焊接顺序,可有效控制薄板焊接变形,最大变形量可减小75%.     

14Cr1MoR与321复合钢板的焊接技术

14Cr1MoR与321复合钢板广泛应用于化肥制造业的压力容器中,由于为Cr-Mo不锈钢复合板,导致焊接性很差.本文通过14Cr1MoR与321复合钢板的焊接工艺评定,确定了该复合钢板的焊接工艺和热处理工艺,选用合理的焊接材料、坡口形式、合理的焊接工艺参数和热处理工艺来保证焊接质量,焊后进行了无损检测、力学性能试验和晶...     

焊接顺序对多焊缝干燥盘焊接残余变形的影响

建立了干燥盘焊接的有限元模型,采用分段移动热源法对同向、对向和反向三种焊接方案共15种焊接顺序的残余变形进行了数值模拟.结果表明,干燥盘的焊接残余变形为向上的环形凸起变形,从外径到内径变形量逐渐增大,最大变形量位于内径处;反向焊接方案间隔三排的焊接顺序得到的残余变形最小,仅为同向焊接方案间隔三排的63%,是15种焊接顺序中最大残余变形量的58.8%.干燥盘直径越大,每排焊缝的间隔时间加长,各种优化方案之间的焊接变形相对量的差有所降低,可以将每排焊缝之间的冷却时间适当缩短.     

复合钢板焊接技术

由于复合钢板化学成分的差异,决定了复合钢板焊接工艺的特殊性.试验结果表明,复合钢板焊接时,可接近的侧面和钢板厚度将决定焊接顺序和焊接材料的选用,而根据可接近侧面材质设计合理的坡口形式,是保证复合钢板焊接质量的关键.     

不锈钢复合钢板的焊接工艺

对不锈钢复合钢板的焊接特点进行了理论分析，总结出其焊接三要素：焊接坡口、焊接材料和参数、焊接顺序。实践证明，只要遵循其焊接要点，不锈钢复合钢板的焊接质量是非常稳定的。     

受约束内覆薄壁管对接焊温度场和应力场的数值模拟

针对复合管对接焊时,较厚的外层基材对内衬薄管焊接的温度场分布和应力场变化的约束影响,以及基材与薄管的接触效应,运用有限元法,在焊接过程使用"时间幅值"和"单元联接"等技术,建立了相应的有限元分析模型,计算了复合管对接焊内衬薄管的温度场变化和焊后残余应力的分布状况.通过计算,对薄管焊接速度、应力进行了分析讨论,并对薄板材料性质、结构尺寸、焊接热输入等焊接失稳变形的影响因素进行了研究.结果表明,薄板结构尺寸、焊接热输入对变形影响较大,而材料性质相对影响较小.