压焊

20091101非晶涂层薄带爆炸焊接上限分析/孙宇新…//焊接学报.-2008,29(8):41~44将薄带爆炸焊接温度场简化为一维物体非稳态热传导情形,给出温度随时间变化的分布解,并引入温升热软化模型,根据拉伸波到达界面时的温度值确定焊接界面上的结合强度,再综合考虑非晶材料的晶化限及涂层与基体界面的结合强度,给出控制非晶薄带涂层爆炸焊接上限的三个重要因素。最后分析了铁基非晶涂铜薄带的爆炸焊接上限,将损伤力学的理念引入试验装置的设计中,通过LS-DYNA模拟得到拉伸波强度与层间碰撞速度的关系,再由以上三个因素分别计算得到焊接上限,并取最小值以确保共同满足。图4表1参920091102纯铝丝与纯铜板的电容储能冲击焊接[英]/赵麦群…//China Welding.-2008,17(3):66~71采用电容储能焊接电源和特制的冲击焊接装置,考察了纯铝丝与纯铜板焊接。影响Al和Cu电容储能冲击焊接结合的因素,诸如焊接试样抗拉强度、焊缝界面化合物、焊缝显微组织、焊接区硬度分布等,通过焊接过程进行了研究。结果表明纯Al丝和纯Cu板获得了理想的焊接结合,在某些焊接工艺条件下,焊接试样的抗拉强度达到纯铝板的抗拉强度。电容容...     

压焊

20091101非晶涂层薄带爆炸焊接上限分析/孙宇新…//焊接学报.-2008,29(8):41~44将薄带爆炸焊接温度场简化为一维物体非稳态热传导情形,给出温度随时间变化的分布解,并引入温升热软化模型,根据拉伸波到达界面时的温度值确定焊接界面上的结合强度,再综合考虑非晶材料的晶化限及涂层与基体界面的结合强度,给出控制非晶薄带涂层爆炸焊接上限的三个重要因素。最后分析了铁基非晶涂铜薄带的爆炸焊接上限,将损伤力学的理念引入试验装置的设计中,通过LS-DYNA模拟得到拉伸波强度与层间碰撞速度的关系,再由以上三个因素分别计算得到焊接上限,并取最小值以确保共同满足。图4表1参920091102纯铝丝与纯铜板的电容储能冲击焊接[英]/赵麦群…//China Welding.-2008,17(3):66~71采用电容储能焊接电源和特制的冲击焊接装置,考察了纯铝丝与纯铜板焊接。影响Al和Cu电容储能冲击焊接结合的因素,诸如焊接试样抗拉强度、焊缝界面化合物、焊缝显微组织、焊接区硬度分布等,通过焊接过程进行了研究。结果表明纯Al丝和纯Cu板获得了理想的焊接结合,在某些焊接工艺条件下,焊接试样的抗拉强度达到纯铝板的抗拉强度。电容容...     

无镀镍铜/铝低温钎焊工艺优化

先在铝板表面用刮擦钎焊法搭配M51钎料进行涂层处理,再将铜板与铝板使用焊锡进行钎焊连接。研究了涂层温度对涂层金属与铝基体结合效果的影响,确定了最佳的涂层温度;采用正交试验研究了铜/铝板的分层钎焊,将焊接件的剪切强度作为试验指标,以极差法为分析手段,确定了焊接参数的影响程度以及最佳焊接参数,同时对最优焊接参数下焊接件的微观形貌及界面元素扩散行为进行了研究。结果表明:当涂层温度为350℃时,涂层与铝基体结合效果最佳;焊接电流对铝铜焊接接头的拉伸力影响最显著,当焊接电流为100 A、焊接温度为210℃,焊接压力为0.3 kN时,铜铝板实现了有效连接,剪切强度为24.6 MPa;铝铜接头结合面平整,并且界面处存在一定厚度的扩散层,铝铜焊接接头的连接主要依靠元素扩散实现。     

爆炸焊接波状界面形成和发展的研究

为了研究在爆炸焊接过程中波状界面的形成机理,本文采用对不同强度基板爆炸焊接实验与SPH数值模拟相结合的方式对试样界面形貌及其焊接过程进行了分析。实验发现当焊接参数在可焊窗口以内时,强度较低的材料界面比较容易形成周期性波纹,而且数值模拟结果显示在碰撞点后两个周期的范围内,界面粒子仍然具有较高的运动速度并沿界面持续运动形成界面波;而强度较高且表面光滑的材料则难以形成波状界面。结果表明：爆炸焊接波状界面的形成需要扰动的积累进而触发Bahrani刻入机理,而当界面缺少扰动时则难以形成波状界面;在碰撞点离开后的两个周期范围内,波状界面的熔融金属将沿界面持续运动最终形成稳定的界面波。     

PFA粉末静电喷涂的工艺参数优化

根据正交试验原理,以结合强度为指标,烧结时间、烧结温度、涂层厚度这三个涂装工艺为因素,进行试验,得到了较佳涂装工艺:烧结温度380℃,烧结时间40min,涂层厚度0.4mm。结果表明,涂装工艺经过优化后,涂层结合强度明显提高,并对界面进行微观观察,发现涂层与基体结合紧密,无缺陷。     

基于试验和数值模拟的TC1/1060/6061爆炸焊接复合板界面分析

将薄层钛合金板与铝合金板结合可以得到具有优异性能的钛/铝复合板,具有广阔的应用前景.采用爆炸焊接技术成功制备了TC1/1060/6061复合板,对2个界面的界面形貌和元素进行测试,分析夹层存在的优势;同时建立与试验条件一致的有限元模型,对界面状态和焊接过程进行分析,最后对复合板进行拉伸试验和剪切试验,验证界面结合质量.结果表明,TC1/1060界面为直线型形貌,1060/6061界面为波状形貌,且每个波形都伴随着涡流区,TC1/1060界面处的元素扩散范围为4.38μm,且没有检测到钛/铝金属间化合物的产生.数值模拟再现爆炸焊接过程中射流的形成,界面温度沿着界面形貌分布,界面压力在碰撞点处达到最大,且呈现出椭圆形分布,复合板具有较高的抗拉强度和剪切强度,满足结构使用需求.     

钛/不锈钢爆炸焊接接头退火性能的研究

通过拉伸试验，组织分析，断口形貌分析以及焊缝显微硬度的,研究了钛／不锈钢爆炸焊接接头强度及退火工艺对焊接接头强度的影响。结果表明，钛／不锈钢爆炸焊接界面结合强度高于纯钛；退火温度低于400℃，焊接接头的强度不降低，缺口强度约为530MPa；退火温度为500℃时，焊接接头的强度显著降低，缺口强度小于420MPa。     

铝-铝爆炸焊接界面波形成与特征

文中通过试验观察与数值模拟相结合,尝试分析界面波的形成与结构特征.对2024铝开展系列准对称爆炸焊接,获得了界面波结构特征随装药比变化样品,并基于Autodyn软件中的光滑粒子法对铝-铝爆炸焊接斜碰撞过程进行了模拟,获得与试验现象吻合良好的计算结果.结果表明,装药比的提高使得再入射流厚度和界面波长波幅增加,且界面更加连续;装药比的提高对再入射流速度的影响不大;再入射流量的逐渐增多使得基板承受的剪切应力增大,进而导致界面出现平直到波状的渐变.分析得到的铝-铝爆炸焊接界面波特征随装药比的变化规律以及所使用的数值方法为相关分析提供了有用的参考.     

爆炸焊接波状界面的形成和发展

为了研究在爆炸焊接过程中波状界面的形成机理,采用对不同强度基板的爆炸焊接实验与光滑粒子流体动力学(smoothed particle hydrodynamics, SPH)数值模拟相结合的方式对试样界面形貌及其焊接过程进行了分析。实验发现,当焊接参数在可焊窗口以内时,强度较低的材料界面比较容易形成周期性波纹,而且数值模拟结果显示,在碰撞点离开后2个周期的范围内,界面粒子仍然具有较高的运动速度并沿界面持续运动形成界面波;而强度较高且表面光滑的材料则难以形成波状界面。结果表明:爆炸焊接波状界面的形成需要扰动的积累进而触发Bahrani刻入机理,而当界面缺少扰动时则难以形成波状界面;在碰撞点离开后的2个周期范围内,波状界面的熔融金属将沿界面持续运动,最终形成稳定的界面波。     

SnO2包覆硼酸铝晶须增强铝复合材料高温拉伸性能研究

利用挤压铸造方法制备了SnO2涂覆硼酸铝晶须增强纯铝复合材料(晶须体积分数为20%),研究了涂层和复合材料的微观组织结构、界面反应,并对复合材料的高温拉伸力学性能进行了测试和分析。结果表明,SnO2涂层的引入改善了晶须增强铝基复合材料的界面状态,使得复合材料的拉伸强度随着温度的升高和涂层含量的增加先增加然后降低,当SnO2包覆涂层与晶须的质量比为1∶20时,晶须增强纯铝基复合材料的拉伸温度在300℃得到了最好的拉伸塑性。     

高比分SiCp/2024铝基复合材料激光原位焊接头断裂行为

以Ti-6Al-4V合金作为中间层对45%(体积分数)的SiCp增强铝基复合材料进行激光原位焊接,对比分析了不同焊接条件下的接头断裂行为.结果表明,钛夹层厚度为0.5 mm时,有利于获得成形良好、界面结合性紧密的接头.接头断裂位置位于焊缝中心,抗拉强度可达母材强度的50%,此时的断裂机制为准解理断裂;钛夹层厚度增加到0.8 mm时,焊缝中易出现气孔、未熔合缺陷,界面反应也不充分,接头断裂位置位于接头界面,抗拉强度较低,断裂机制多为脆性断裂.     

爆炸焊接装药厚度可焊性窗口

通过X射线观测爆炸焊接复板的运动姿态,得出了爆轰载荷与复板的作用过程,从而提出了在爆炸焊接过程中"爆轰载荷产生的复板的最大弯矩必须大于复板材料在其动态屈服极限时的弯矩而小于其在动态抗拉极限时的弯矩,才能实现成功爆炸焊接"这一新观点,并由此得出了爆炸焊接装药厚度的上限和下限,此即为爆炸焊接装药厚度可焊性窗口.在此基础上,...     

Interface morphology and mechanical properties of Al-Cu-Al laminated composites fabricated by explosive welding and subsequent rolling process

Explosive welding is a well-known solid state method for joining similar and dissimilar materials. In the present study, tri-layered Al-Cu-Al laminated composites with different interface morphologies were fabricated by explosive welding and subsequent rolling. Effects of explosive ratio and rolling thickness reduction on the morphology of interface and mechanical properties were evaluated through optical/scanning electron microscopy, micro-hardness, tensile and tensile-shear tests. Results showed that by increasing the thickness reduction, bonding strength of specimens including straight and wavy interfaces increases. However, bonding strength of the specimens with melted layer interface decreases up to a threshold thickness reduction, then rapidly increases by raising the reduction. Hardness Values of welded specimens were higher than those of original material especially near the interface and a more uniform hardness profile was obtained after rolling process.     

爆炸焊接两板间距上限法则分析与试验

为了研究两板间距参数与装药厚度之间的关系及其对爆炸焊接界面质量的影响规律,通过分析复板在基复板间距内运动规律,建立与间距相关的复板运动模型,进而确立了复板运动速度与间距之间的变化规律,提出爆炸焊接两板间距参数应遵循上限法则. 根据该间距上限法则,对304/Q235B进行了四组爆炸焊接间距试验以及相应的微观界面测试. 结果表明,上限间距参数不仅能获得良好的焊接界面,而且由于能充分利用炸药的能量而使得所用的装药厚度降到最低.     

碳钢爆炸焊界面形貌预测及影响因素分析

为完善爆炸焊波状界面形成机理和特性,并探究界面形貌的量化预测分析方法,文中以流体弹塑性模型为基础,结合多组钢/钢、钛/钢爆炸焊试验结果,定性地分析了基板材料强度与飞板冲击强度对爆炸焊界面形貌的影响,并定量推导了界面形貌的量化计算方法。结果表明,在相同的爆炸焊条件下,界面的波纹形貌受基板材料强度及飞板冲击强度的影响十分明显,且界面比波长随比强度的变化趋势存在明显的流动限拐点;拐点前比波长随比强度的增大而迅速上升,拐点后比波长受比强度的影响较小并随比强度的增大而逐渐平稳。以比强度为主要变量,结合流体弹塑性模型及可焊窗口理论构建的界面形貌预测计算公式在钢/钢、钛/钢材料的爆炸焊试验中均呈现了较好的定性分析效果;以比强度作为分析爆炸焊界面形貌主要特征变量之一的方法在性能与碳钢接近的金属中具有一定的参考价值。     

钛箔/钢爆炸焊接的界面结合性能

为减小钛/钢爆炸焊接钛层的使用量,以低爆速乳化炸药作为焊接炸药,食盐作为传压层,成功实现厚度200 μm TA1钛箔与Q235钢的爆炸焊接.通过金相显微镜、扫描电镜和能谱仪对界面微观形貌进行分析,利用万能试验机对复合板试件进行拉伸、弯曲试验检测其结合性能. 结果表明,钛箔/钢界面呈规则的波形,主要以熔化层结合,具有良好的结合质量.靠近界面金属产生强烈的塑性变形,钢侧晶粒呈流线状.波后的旋涡内包含熔化块,未观测到孔洞、裂隙等缺陷.根据Ti和Fe元素原子比例,熔化块成分主要为FeTi,Fe₂Ti等金属间化合物.三点弯曲和拉伸试件的界面均未出现分离,复合板材界面具有良好的塑性变形能力和结合性能.拉伸试件断口两侧的钛层与钢层存在大小不一的韧窝,主要呈塑性断裂.     

铝/铜异种金属电阻热辅助超声波缝焊工艺特性

1060纯铝箔作为中间层,通过电阻热辅助超声波缝焊的方式实现1 mm厚度6061铝合金和T2紫铜异种金属焊接,分析了焊接过程中电阻热对铝/铜焊接接头焊缝成形、界面形貌、温度场以及力学性能的影响. 结果表明,采用单独超声波缝焊焊接铝/铜异种金属时,因产生的焊接能量较小,接头连接界面处仅局部区域位置形成连接,接头拉剪强度为45 MPa. 但在电阻热辅助超声波缝焊过程中,电阻热的加入能够有效预热工件,令待焊材料表面发生软化,在高频振动作用下,接头连接界面处形成有效连接. 同时,引入电阻热提高了铝/铜界面处温度,由单独超声波缝焊的140 ℃增加至190 ℃,界面处原子扩散距离增加,获得焊接接头的拉剪强度增加至75 MPa,相对前者接头拉剪强度提高67%.     

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.     

NEW ACHIEVEMENTS ON THE THEORY AND TECHNOLOGY OF EXPLOSIVE WELDING

There are four new achievements of this work on the theory and technology of explosive welding.(1) It has been found and defined three kinds of bonding interfaces: big wavy, small wavy and micro wavy, and the micro wavy interface is the best. In a cladding plate, it is for the first time to find that the form of interface presents regular distribution.(2) Although the interface has the features of melt, diffusion and pressure welding in the mean time, the seam and "hole" brought by the melt weaken the bonding strength of interface greatly, and the effect of melt on interface must be eliminated in explosive welding, so explosive welding is not a melt weld. The diffusion welding is a kind of form of pressure welding, and the diffusion is not the reason of the bonding of interface but the result of interface high pressure. So the diffusion welding cannot also explain the bonding mechanism of it. The experiment and theory make clear that explosive welding is a special pressure one.(3) To get good interface     

Behavior and mechanism of the bonding interface of 0Cr18Ni9/16MnR by explosive welding

In order to investigate the bonding behavior and mechanism of the interface prepared by explosive welding,the bonding interfaces of OCr18Ni9/16MnR were observed and analyzed by means of optical microscope(OM),scanning electron microscope(SEM)and electron probe microanalysis(EPMA).It is found that the welding interfaces are wavy due to the wavy explosive loading.There are three kinds of bonding interfaces i.e.big wave,small wave and micro wave.There are a few seam defects and all elements contents are less than both of the base and flyer plate in the transition zone of big wavy interface.Moreover,some"holes"result in the lowest bonding strength of big wavy interface nearby the interface in the base plate.All elements contents of the small wavy interface are between two metals,and there are few seam and hole defects,so it is the higher for the bonding strength of small wavy interface.There is no transition zone and defects in the micro wavy interface,so the interface is the best.To gain the high quality small and micro wavy bonding interface the explosive charge should be controlled.