钛/钢多层爆炸焊接界面的实验研究

为探究膨化硝铵炸药作用下,厚度均为2 mm的钛(Ti)、钢板的最优爆炸焊接参数以及验证一种新的爆炸焊接试验方案,实验采取阶梯型多层基板的爆炸焊接试验方案,以控制药量和间距为变量,并将Ti板作为复板,同时对多层阶梯型钢基板进行爆炸焊接试验;利用金相显微镜对焊接复合板进行观察,并分析多层基板同时焊接的方案可行性以及不同实验参数对界面波形的影响。试验结果和分析表明:通过观察Ti/钢复合板界面波形呈正弦微波状且无明显过渡层,验证了新方案的可行性,同时突出了阶梯型多层基板的同时爆炸焊接方案,能够在单次试验下对比分析不同基复板间距情况下的焊接效果的能力;并经分析得出在单位面积装药为1.048 g/cm~2及装药间距范围为(9~11)mm时,能得到质量较佳的Ti/钢爆炸复合板。     

0Cr13Ni5Mo/Q345C马氏体不锈钢复合板的焊接性

分析了 0Cr13Ni5Mo/Q345C马氏体不锈钢复合板的焊接性。通过抗裂性试验、复合板补焊及复合板对接焊、焊接工艺评定 ,提出了该复合板配套的焊接材料及可行的焊接工艺 ,按此工艺焊接的 0Cr13Ni5Mo/Q345C复合钢板接头的力学性能满足技术指标的要求。     

Effect of interlayer thickness on shear deformation behavior of AA5083 aluminum alloy/SS41 steel plates manufactured by explosive welding

An AA5083 aluminum alloy plate and an SS41 steel plate were cladded by an explosive welding method using an AA1050 aluminum alloy interlayer plate. The effects of the interlayer thickness on the interface morphology and the shear deformation behavior of the cladded plates were studied. The interfacial zone was composed of an intermetallic compound, FeAl₃, formed by the AA1050 interlayer. The intermetallic compound acted as a crack source at the AA1050/SS41 interface, and the thickness and morphology of the interfacial zone were depended on the thickness of the AA1050 interlayer. In a shear deformation test, the crack propagation behavior varied according to the morphologies of the interfacial zone, and the shear strength of the cladded plates decreased with the interlayer thickness.     

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.     

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。     

5083厚板TIG焊焊接工艺研究与应用

介绍了铝合金厚板(δ=28mm)TIG焊对接焊缝的工艺研究及应用。分析了大厚度5083材料的焊接工艺特点,采用合理的坡口形式,经过焊接工艺评定取得了较合理的工艺参数,最终焊制出了满意的焊接接头。     

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.     

钛-钢板爆炸焊接的影响因素及炸药配方

爆炸复合用炸药是影响爆炸焊接效果的最主要因素,不同的材料和工艺参数对炸药的爆速、比冲量和能量有不同的影响,其中炸药的密度直接影响复板斜碰撞基板的速度和角度。选用低合金高强度结构钢Q345B和工业纯钛TA2为实验材料,通过理论计算与实验研究,得到了一种较为适合钛-钢板爆炸焊接用的炸药配方,并对钛-钢爆炸焊接影响因素进行了探讨。     

T2纯铜/2024铝合金爆炸焊接接头界面结构及性能

为研究铜铝异种金属爆炸焊接头界面形成机理,采用爆炸焊对T2纯铜和2024铝合金进行了焊接.通过光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射、万能材料试验机和纳米压痕仪,对T2/2024复合板结合界面的显微组织、成分分布和力学性能进行了测试分析.结果表明:T2/2024合金爆炸复合板结合界面呈波状结合,结合界面主要由平直界面、波状界面和局部熔化层界面构成;靠近结合界面处,基体金属发生塑性变形,晶粒细化;反应层主要成分为AlCu和Al_2Cu的混合物.复合板拉剪试验表明,T2/2024合金爆炸复合板平均结合强度为67 MPa,纳米压痕测试反应层平均硬度可达8 GPa.     

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。     

316L-Q345R不锈钢复合板性能评价

从微观组织和显微硬度两方面对真空热轧316L-Q345R不锈钢复合板试样性能进行评价。采用电子显微和能谱分析技术,对试样进行微观组织特征观察和成分含量测定,研究相结构及成分变化规律。通过硬度测试仪对复合板界面附近硬度进行测量,研究微观组织与硬度关系。结果表明:热轧后复合板Q345R侧显微组织以铁素体和珠光体为主,316L侧显微组织为单一奥氏体,一部分晶粒呈孪晶状态,Q345R低合金钢和316L不锈钢经过热轧可良好复合,复合界面平直;界面两侧元素存在扩散现象,不锈钢中Cr,Ni元素向低合金钢侧扩散,在界面形成富Cr,Ni薄层,低合金钢中C向不锈钢侧产生少量迁移;在复合界面处的硬度值较大,低合金钢侧远离界面位置复合板硬度与Q345R本身硬度值接近,而从界面到不锈钢侧硬度呈现先下降后上升至稳定的趋势。     

Laser shock welding of aluminum/aluminum and aluminum/copper plates

This work describes an advanced technique for metal welding and composite production, namely laser shock welding. A series of laser shock welding experiments were conducted to verify the welding ability of aluminum/aluminum and aluminum/copper plates. Two kinds of interface morphologies were observed by metallographic investigation on cross-sections of the joint areas, including the linear and wavy interfaces. Besides, micro-hardness testing results show the welded interface has a much greater hardness than the base metals. The lap shearing test was used to characterize the joint. According to the experimental results, it can be imply that this kind of technique shares the same bonding mechanism with explosive welding and magnetic welding.     

环境温湿度对铝合金焊缝气孔和力学性能的影响

对于高速轨道客车铝车身的生产制造,气孔是焊接中最常见的缺陷.采用X射线法研究了不同温度和湿度下铝合金6082和5083熔化极氩弧焊(MIG)焊缝的气孔情况.结果表明,在焊接过程中环境的绝对湿度(是温度和湿度的综合体现)对焊缝的气孔率有重要影响,铝合金6082焊缝的气孔敏感性要比铝合金5083高.在拉伸试验中铝合金6082接头的断裂位置一般在焊接热影响区(HAZ),随着绝对湿度的增加,接头的抗拉强度和断后伸长率几乎保持不变,但接头的正弯和背弯角度分别减小了74.4％和64.4％.铝合金5083接头的断裂位置一般出现在熔合区,随着绝对湿度的增加,接头的抗拉强度和断后伸长率分别减小了4.0％和15.7％,但是弯曲性能变化不大.     

5083铝合金与CCSB钢的爆炸焊接研究

对直接爆炸焊接困难的5083铝合金与CCSB钢组合,采用加入中间层板CCSB一次爆炸焊接的可行性进行了试验探讨,确定了界面处的微观结构和爆炸焊接的参数范围。试验表明,爆炸时较大的能量作用在5083-CCSB钢界面区产生气化和熔化反应层是导致直接爆炸焊接困难的原因。通过在二者之间加入CCSB薄板的方法,能有效地减少作用在5083-CCSB界面上的能量,从而实现良好的结合。     

船板钢焊接接头的断裂失效行为及GTN模型的数值分析

船舶钢结构皆采用焊接方法建造而成,在实际工况及环境载荷作用下,焊接接头的力学性能及其断裂强度,直接影响船舶整体结构的强度和寿命。该文针对常用的船板钢材料(Q345和Q690),首先对母材进行单向拉伸试验,获得其各自的应力-应变曲线,进而评估其断裂性能;基于Gurson-Tvergaard-Needleman (GTN)损伤模型,通过程序代码的调试和一系列的数值模拟分析,提出了母材本构关系的表达函数及最优GTN模型参数,且与实测的应力-应变曲线高度吻合。同时,针对满足焊接规范要求的船板钢对接焊接头,进行了单向拉伸试验获得其应力-应变曲线;考虑焊缝微观缺陷以及焊接残余应力的影响,提出修正GTN损伤模型中的初始空穴体积分数f₀和材料的幂函数塑性强化参数,预测焊接接头的断裂强度,且与试验测量数据吻合一致。     

环境温湿度对铝合金焊缝气孔和力学性能的影响

对于高速轨道客车铝车身的生产制造,气孔是焊接中最常见的缺陷。采用X射线法研究了不同温度和湿度下铝合金6082和5083熔化极氩弧焊(MIG)焊缝的气孔情况。结果表明,在焊接过程中环境的绝对湿度(是温度和湿度的综合体现)对焊缝的气孔率有重要影响,铝合金6082焊缝的气孔敏感性要比铝合金5083高。在拉伸试验中铝合金6082接头的断裂位置一般在焊接热影响区(HAZ),随着绝对湿度的增加,接头的抗拉强度和断后伸长率几乎保持不变,但接头的正弯和背弯角度分别减小了74.4%和64.4%。铝合金5083接头的断裂位置一般出现在熔合区,随着绝对湿度的增加,接头的抗拉强度和断后伸长率分别减小了4.0%和15.7%,但是弯曲性能变化不大。     

钛-铝异种合金电子束焊接接头组织与性能研究

采用电子束焊接方法对厚度为2.5 mm的Ti6321钛合金板材和5083铝合金板材进行了对接焊接试验,并进行了力学性能、显微组织测试。结果表明,焊缝的钛侧及其热影响区组织主要是α'相和原始α相混合形成的马氏体组织,铝侧主要为粗大柱状晶组织,钛铝焊缝交界处析出少量Ti Al金属间化合物;焊接接头的拉伸强度约为219 MPa,接头断裂位置主要在铝侧焊缝位置,部分在钛铝两侧焊缝交界处的Ti-Al金属间化合物上。     

Effects of copper addition on microstructure and strength of the hybrid laser-TIG welded joints between magnesium alloy and mild steel

Lap joint of magnesium alloy AZ31B to mild steel Q235 with the addition of copper interlayer by hybrid laser-TIG welding technique was investigated. The microstructure, element distribution at interfaces, and intermediate phases of joints were examined by scanning electron microscopy (SEM), electron probe micro-analyzer (EPMA), and X-ray diffraction (XRD), respectively. The results showed that intermetallic compounds Mg₂Cu with rod-like structure in the joint and equiaxed structure at interface were found, and the bonding between copper and steel was realized by mixing of copper and steel at upper margins of molten pool and a little solid solution of copper in iron at the bottom and side of molten pool. Besides, comparing with that without any interlayer, the wettability of molten magnesium alloy on steel was enhanced, which led to an intimate connection. In the end, the joining mechanism of magnesium–steel joints with copper interlayer was discussed.     

热处理温度对爆炸焊接T2+Q345R复合板组织和性能的影响

研究了热处理对爆炸焊接T2+Q345R复合板组织和性能的影响.结果表明,热处理温度对T2+Q345R复合板的剪切、拉脱、伸长率等影响不明显,650℃以下,复层晶粒度增长缓慢,界面处异种金相组织厚度较爆炸态变化不大;650℃以上,随温度升高,复层晶粒度急剧增长,界面处异种金相组织厚度较爆炸态快速增加.     

321-Q370q复合板焊接冷裂纹敏感性试验研究

Q370q钢是武汉钢铁公司和中铁大桥工程局共同研究开发的新型桥梁用钢。为了达到永久性防腐蚀的目的,采用爆炸焊接法制成321-Q370q复合板。本文研究了321-Q370q复合板焊接冷裂纹敏感性,试验结果表明:321-Q370q复合板具有优良的抗裂性能。