SUS304不锈钢/Q345R碳钢爆炸焊接工艺参数研究

针对实际生产中在爆炸焊接窗口内取值时因为所取参数不同而导致生产的复合板结合强度差异较大这一现状,通过对SUS304不锈钢／Q345R碳钢爆炸焊接窗口内不同工艺条件得到的复合板进行剪切强度测试及金相分析,得到界面结合强度与界面波形的关系以及两者随工艺参数的变化规律,找到窗口内最佳的工艺参数,以提高爆炸焊接复合板质量以及生产效益。研究表明：界面波形的波长和振幅随着装药量的增加而增大,随基复板间距的增加先增大后减小。爆炸焊接窗口内最佳工艺参数取值范围与复板厚度有关。复板为薄板（3mm）时,取得最佳结合强度时界面波形波长为1250μm左右,振幅为200μm左右,对应的最佳装药质量比为1．02,基复板间距为8mm,取值比理论最佳值偏高;复板为厚板（6mm）时,取得最佳结合强度时界面波形波长为900岫,左右,振幅为100μm左右,对应的最佳装药质量比为0．45,基复板间距为14mm,取值靠近下限。当界面波长与振幅相同时,复板为薄板的结合强度要高于厚板。     

钛/钢爆炸焊接界面波形及缺陷组织的形成机理

为探讨钛/钢爆炸焊接界面波形的形成过程和缺陷组织的形成机理,以台阶型基板爆炸焊接装置为例,选取厚度为2 mm的钛板和钢板以5、7、9、11 mm为间距进行爆炸焊接实验,并采用Autodyn动力学软件进行仿真模拟。将采用的光滑粒子动力学(SPH)数值模拟结果与实验结果作对比,观察焊接界面电镜扫描(SEM)图片中的旋涡状结晶熔池和碰撞粒子的速度矢量图。研究表明:光滑粒子动力学数值模拟方法适用于模拟爆炸焊接等金属碰撞接触的大变形行为;爆炸焊接实验中出现的界面波形的形成原因可用碰撞局部金属流体的相互侵彻理论来解释;基板和复板碰撞处的金属涡流是焊接界面形成缺陷组织的主要原因。     

多层Al-Ti复合板爆炸焊接实验研究

简要介绍了爆炸焊接生成多层复合板的机理及界面构型。以爆炸焊接生成轻质、高强Al Ti多层复合板为例,对爆炸焊接的实验装置、利用光学显微镜、显微硬度计和拉伸试验检验所生成的复合板的性能进行了详细论述。实验结果表明,焊接的多层复合板中各层都有硬化效果,钛层比较明显,并且新材料的强度和重量比与纯钛板较为接近。     

多层Al-Ti复合板爆炸焊接实验研究

简要介绍了爆炸焊接生成多层复合板的机理及界面构型。以爆炸焊接生成轻质、高强Al Ti多层复合板为例,对爆炸焊接的实验装置、利用光学显微镜、显微硬度计和拉伸试验检验所生成的复合板的性能进行了详细论述。实验结果表明,焊接的多层复合板中各层都有硬化效果,钛层比较明显,并且新材料的强度和重量比与纯钛板较为接近。     

TiNi合金/Q235钢爆炸复合界面微观结构特性及其演化

为了研究TiNi合金/Q235钢爆炸复合板界面微观结构及形成机理,分别以Ti质量分数50.8%的TiNi合金板、Q235钢板为复板和基板,利用爆炸焊接技术制备了TiNi合金/Q235钢层状复合材料。通过SEM和EDS检测手段对结合界面的微观结构了进行分析,并结合光滑粒子流体动力学(SPH)数值模拟方法,揭示其演化过程。同时,利用拉伸和压剪实验,测试了界面的力学性能。结果表明,TiNi合金/Q235钢爆炸复合板界面呈现规则的波状结合,界面拉伸强度达到683 MPa,压剪强度达到291 MPa。数值模拟分析显示,碰撞点离开后,界面熔融物质仍具有较高运动速度,与受主射流裹挟和高压区挤压而侵入界面的熔融金属流相向运动,发生强烈的圆周运动和机械搅拌,最终形成涡旋区。     

大面积铜钢复合板爆炸焊接工艺研究

本文采用数值模拟方法建立了大面积铜/钢复合板爆炸复合的有限元模型,通过多组实验对比出不同药高条件下爆炸焊接模拟结果,优化了爆炸焊接工艺参数。研究表明,当铜板厚度为7 mm,药高调整至78mm,间隙调整为14 mm时,复合板结合率除雷管区外达到了100%,各项力学性能指标满足标准要求,金相试验表明爆炸复合界面波形规则。     

金属复合板节能型爆炸焊接试验研究

为了解决现有金属复合板爆炸焊接技术中存在装药结构能量利用率低、环境危害大、安全隐患突出等现实问题，对爆炸焊接装药结构进行了研究，设计出一种简式密封装药工艺，即一种节能型爆炸焊接复合板生产方法：在普通型铺设炸药之上，放置厚度2 mm左右的隔离板，隔离板之上铺设高度为10～12 mm的金刚砂。为了验证节能型爆炸焊接与普通型爆炸焊接金属复合板的力学性能差异，分别采用普通型爆炸焊接工艺和节能型爆炸焊接工艺进行了试验研究。采用节能型爆炸焊接技术生产的金属复合板，经无损检测、力学性能试验表明，其结合强度、复合率、机械性能等指标均达到或超过了国家标准GB/T 8165、行业标准NB/T 47002的技术要求。并且相比较于普通型爆炸焊接工艺，仅仅采用炸药表面覆盖物的方法，就可实现节能1/3的目的，在炸药使用量减少30%的情况下，依然得到了高于国家及行业标准规定的性能指标。实验结果表明：采用节能型爆炸焊接工艺与普通型爆炸焊接工艺生产的复合板，力学性能几乎相同，都能满足大型化工装备制造领域的需求。因此，采用节能型爆炸焊接复合板生产工艺，实现了简洁高效、安全可靠，节能降耗之目的。     

爆炸焊接锐楔区动力学状态参数数值分析

用运动界面高精度差分格式求解二维Navier-stokes方程,直接模拟不同炸药爆轰速度、基复板安装间距碰撞点锐楔区的压力场及速度流场,分析爆炸复合板锐楔区压力场分布特点及历时作用形式,发现爆轰压力作用下基板表面产生不同程度的反激波现象,及锐楔区空气介质流动在弯折复板与基板之间呈扇形状分布的层流射流状态流动。锐楔区反激波现象研究对爆炸焊接熔化层形成的分析具有一定参考价值。     

钛/钢双立式爆炸焊接参数优化

为解决大面积钛/钢爆炸焊接窗口窄,在结合区易出现"过熔"和"射流堆积"等微观缺陷的问题,开展了双立爆炸+轧制综合制造技术,进行了低爆速爆炸焊接用炸药试验优化,发明了一种最低临界爆速爆炸焊接用炸药,设计确定了刚性防护板和柔性防护墙构成的双立综合防护结构及参数,研究了钛/钢爆炸焊接装药厚度窗口.结果表明,双立钛/钢复合板结合界面成波状结合,几乎不存在金属熔化、漩涡等微观缺陷.     

铝合金-钢爆炸焊接装药量与界面性能的关系(英文)

通过设计不同的爆炸焊接工艺参数爆炸复合了铝合金-钢爆炸复合板,并对复合板的界面性能进行了显微分析和力学性能测试,探讨了爆炸焊接装药量对复合板界面性能的影响。结果表明:在铝合金-钢复合板的的结合界面产生了一层金属间化合物并且在化合物中产生了许多微裂纹。随着装药量的增加,界面化合物的厚度略有增加,其上微裂纹的的数量也有所增加。复合界面的剪切强度随着装药量的增加而有所降低。界面化合物对复合板强度产生不利影响,铝合金-钢爆炸焊接时应尽量采用小药量。     

Research on explosive welding of aluminum alloy to steel with dovetail grooves

In order to explore a new method for the explosive welding of aluminum alloy to steel, a 5083 aluminum alloy plate and a Q345 steel plate with dovetail grooves were respectively employed as the flyer and base plates. The parameters adopted in the explosive welding experiment were close to the lower limit of weldable window of 5083 aluminum alloy to Q345 steel. The bonding properties of 5083/Q345 clad plate were studied through mechanical performance tests and microstructure observations. The results showed that the aluminum alloy and steel plates were welded under the actions of metallurgical bonding and meshing of dovetail grooves. The tensile shear strength of 5083/Q345 clad plate met the requirements of the bonding strength of Al/Fe clad plate. The interfaces between aluminum alloy and the upper and lower surfaces of dovetail grooves were mainly welded through direct bonding, and discontinuous molten zone emerged in the local region; while the interface between aluminum alloy and the inclined surface of dovetail grooves was bonded by continuous molten layer. The brittle intermetallic compounds FeAl₂ and Al₅Fe₂ were generated at the bonding interfaces of 5083/Q345 clad plate. The fracture surface of the tensile specimen exhibited ductile and quasi-cleavage fractures.     

数值模拟在大面积厚复层钛钢复合板研制中的应用

通过经验公式和工艺实验初步确定爆炸焊接工艺参数,再采用有限元动力学分析软件进行大面积厚复层爆炸焊接过程仿真研究.通过实验研究了基复板间的位移、结合等变化过程;并通过分析调整工艺参数的模拟结果,得出当药高调整至47mm时复合板的结合率达到了峰值.该研究为大面积厚层钛钢复合板的爆炸焊接工艺参数的科学制定提供了依据.     

Effect of interfacial compounds on mechanical properties of titanium–steel vacuum roll-cladding plates

The titanium–steel clad plates were prepared by vacuum roll cladding. Ti–Fe compounds and TiC were observed at different cooling rates after rolling. Optical microscopy, electron microprobe analyser, X-ray diffraction and shear test studies were carried out to study the effect of Ti–Fe compounds and TiC on the ultimate microstructure and mechanical properties of titanium–steel clad plates. At a cooling rate of 6.2°C/min, TiC and Ti–Fe compounds seriously impacted the mechanical properties of the clad plate. At a cooling rate of 1.8°C/min, the thickness of the TiC layer was optimal much that the maximum shear strength of 296?MPa was obtained. At a cooling rate of 0.6°C/min, the thickness of the TiC layer was relatively thick, which affected the mechanical properties of clad plates.     

高锰钢-碳钢复合板的制造和应用

介绍了一种高锰钢与结构钢的爆炸焊接工艺，包括表面处理方法、表面处理参数及条件、所采用的炸药和复合板的性能、爆炸焊用材料的准备。进行了成品复板（复合板）的质量检验，给出了该技术的应用实例。     

爆炸焊接钛钢复合板结合强度超声检测评定

如何用超声的方法对钛钢复合板的结合强度进行分级评定,对钛钢复合板的使用有迫切现实需要。本文采用超声检测一次底波和钛钢界面回波的比值,与剪切强度进行比较研究,并分析了界面波纹和界面金相。实现用A型超声检测的方法对钛钢复合板进行分级评定。经过试验分析,20 lg(B1/S)的数值大于9时,爆炸钛钢复合板的剪切强度大于180 MPa。     

电厂烟囱用钛-钢复合板钛复材焊接缺陷产生原因及预防措施

对于钛-钢复合板而言,钛自身的焊接性有若干显著的特点,而且钛和钢熔焊的焊缝会产生脆裂,进一步增加了钛-钢复合板中钛复材焊接的复杂性。本文分析了电厂烟囱用钛-钢复合板钛复材焊接缺陷的产生原因,并提出了相应的预防措施。     

双相不锈钢2205-Q345R复合板焊接性能试验研究

采用爆炸焊接方法制作双相不锈钢2205-Q345R复合板,需将复层2205进行拼焊,以满足不同尺寸要求,未复合区需进行补焊.根据双相不锈钢2205-Q345R复合板的焊接性,对双相不锈钢2205拼焊和2205-Q345R复合板未复合区补焊工艺进行了试验研究,结果表明:焊接接头各项性能均能满足相关指标要求.     

Plattiertes Grobblech mit Titan-Auflage

Titanium-Clad Plates The article deals with aspects as well as the processing and service properties of large clad plates. The most important characteristics of explosion-clad steel are discussed. Results of tests performed on high-strength grade 2 titanium are also presented. Large plates with titanium cladding thicknesses of 1.5–3.0 mm are produced by means of a new method comprising the hot rolling of explosion-clad semi-finished material. By means of hot and cold forming, corrosion resistance tests, and successfull welding trials it is shown that the new clad plate completely satisfies further processing requirements.